Kaj je odkril Gregor Mendel?
Dvajseto stoletje za biologijo se je začelo s senzacionalnim odkritjem. Hkrati so trije botaniki - Nizozemec Hugo de Vries, Nemec K. Correns in Avstrijec K. Cermak - poročali, da je pred 35 leti neznani češki znanstvenik Gregor Johann Mendel (1822-1884) odkril osnovne dedne zakone posameznih lastnosti. Leto 1900, leto ponovnega odkrivanja Mendelovih zakonov, zdaj velja za leto rojstva znanosti o dednosti - genetike.
Navzven je bilo Mendelovo življenje tiho in neopazno. Rodil se je v družini kmečkega vrtnarja. Fant je bil navdušen nad znanjem. Starša nista imela sredstev za šolanje sina. Za ceno velikega truda in stisk je Johann končal gimnazijo, a univerza mu je bila nedostopna.
Kot dvajsetletni deček je Mendel prestopil prag avguštinskega samostana v mirnem češkem mestu Brunne (danes Brno na Češkoslovaškem). Lahko bi se štelo, da je bila njegova usoda določena: skupaj z novincem je dobil novo ime - Gregor in začel preučevati Sveto pismo. Štiri leta kasneje je Mendel postal duhovnik. Toda namesto da bi prebral pridige, se obhajal in se spovedal, je zapustil sveti samostan. Naravoslovje, natančne znanosti so ga privlačile kot prej. Na stroške samostana Mendel odpotuje na Dunaj in poskuša vstopiti na univerzo, da bi temeljito študiral fiziko in matematiko. Po neuspehu se vrne v Brunn.
Tu duhovnik Mendel začne poučevati fiziko, matematiko in druge naravoslovne vede na realni šoli in na samostanskem vrtu izdolbi majhen košček zemlje, da začne eksperimente, ki naj bi stoletja slavili njegovo ime.
Leta 1865 je objavil rezultate svojega dela in postavil znanstvene temelje genetike. Glavni cilj, ki ga je zasledoval Mendel, je bil ugotoviti zakone, ki določajo razvoj potomstva pri križanju staršev, ki so se razlikovali po svojih dednih lastnostih. Vse lastnosti, ki so zaznamovale tako očetovski kot materinski organizem, so bile vgrajene v njihove zarodne celice, organizem, ki je nastal iz združenih zarodnih celic (materina jajčna celica in očetova sperma), pa je moral imeti lastnosti očeta in matere.
Toda kako, v skladu s kakšnimi zakoni so ti znaki združeni v potomcih, Mendelovi predhodniki niso uspeli ugotoviti. Napaka teh znanstvenikov je bila, da so poskušali slediti usodi številnih lastnosti v enem križišču, hkrati pa so še vedno slabo izbrali pare za križanje in vse je bilo brezupno zmedeno. Treba je bilo poenostaviti nalogo, ne pa poskušati rešiti vseh težav hkrati, vendar se je to izkazalo za najtežje.
Mendelu je pomagala nagnjenost k natančnim znanostim. Najprej je opazil število znakov, na katere je treba paziti. Pomembno je bilo izbrati pare za križanje tako, da se križani organizmi v ničemer ne razlikujejo, razen po eni lastnosti. Ko ste rešili enačbo prve stopnje, lahko nadaljujete z bolj zapletenimi problemi. Tako preprosta, kot je bila Mendelova misel, je bil velik korak naprej.
Kakšne organizme pa vzeti za križanje? Mendel se je odločil, da bo čim bolj poenostavil nalogo. Svojo pozornost je usmeril na rastline in na tiste, ki jih oprašujejo s svojim cvetnim prahom. Na navzkrižno oprašenih rastlinah lahko veter po naključju prenese cvetni prah iz katere druge rastline, nato pa bo celoten poskus šel v nič. Od samopraševalcev je izbral grah.
Mendel je šel skozi 34 sort graha in pustil le 7 parov sort za poskuse. Sorte vsakega para so se razlikovale le po eni lastnosti. Ena sorta je imela gladka semena, druga pa nagubana semena; steblo ene sorte je bilo visoko, do 2 m, pri drugi je komaj doseglo 60 cm; barva venčka cvetja je bila pri grahu ene sorte vijolična, pri drugi pa bela.
Mendel je tri leta skrbno sejal izbrane rastline in se prepričal, da gre za čiste sorte, brez nečistoč. Nato je Mendel nadaljeval s križanjem. V rastlini z vijoličastim cvetnim venčkom je odstranil prašnike in prah iz rastline z belimi cvetovi prenesel na stigmo pestiča. Rok je potekel, rastlina je obrodila sadove in jeseni je znanstvenik v rokah držal semena hibrida. Ko je spomladi Mendel posejal semena hibrida v tla in čakal, da brsti odcvetijo, je ugotovil, da imajo vsi cvetovi hibridnih rastlin enako vijolično barvo kot eden od staršev (matična rastlina).
Kaj se je zgodilo? Mogoče se je cvetni prah belocvetne rastline izkazal za neučinkovitega? Toda v tem primeru ne bi nastalo sadje, ker je bil materin cvetni prah odstranjen iz prašnikov. Mogoče je v poskus vplival tuji cvetni prah, naključno pripeljan iz rdečecvetne rastline? A grah je strog samopraševalec in možnost vnosa tujega cvetnega prahu je izključena. Toda najpomembneje je, da je Mendel pri drugih križanjih (sortah, ki so se razlikovale po drugih značilnostih) dobil v bistvu enak rezultat. V vseh primerih so potomci prvega križa pokazali lastnost le enega od staršev. Izkazalo se je, da je eden od znakov tako močan, da je popolnoma zatrl manifestacijo drugega znaka. Mendel ga je imenoval prevladujoč. Nemanifestna, šibka lastnost se je imenovala "recesivna". Torej je Mendel odkril prvo pravilo ali zakon dednosti: pri hibridih prve generacije ne pride do medsebojnega raztapljanja lastnosti, ampak prevladuje, prevladuje ena (močna) lastnost nad drugo (šibko) lastnostjo.
Istega poletja je Mendel preživel drugi del poskusa. Tokrat je med seboj križal vijolično rdeče brate in sestre, pridobljene po prvi hibridizaciji. Semena, pridobljena z novim križanjem, je posejal naslednjo pomlad. In zdaj so sadike na posteljah postale zelene. Kakšne bodo rože? Zdelo se je, da je mogoče o rezultatu eksperimenta natančno uganiti. Kakšno potomstvo lahko dobi križanje črnega psa s črnim psom? Očitno črn pes. In od križanja rdečecvetnega graha z rdečecvetnim grahom? Očitno je le grah z rdečimi cvetovi. Ko pa so brsti odcveteli, je Mendel ugotovil, da ima četrtina rastlin belo venčko. Znak bele barve, za katerega se je zdelo, da je po prvem prehodu izginil, se je ponovno pojavil pri "vnukih". Zgodilo se je tisto, kar je Mendel pravilno imenoval razdelitev funkcij.
Izkazalo se je, da se pri združevanju primordij belocvetnih in rdečecvetnih rastlin dedni dejavniki belih cvetov niso raztopili, niso izginili, ampak so jih le močni dominantni dejavniki rdečih cvetnih listov začasno zatrli. Videz takšnih hibridov je bil zavajajoč. Hibridna narava se je pokazala šele po drugem križanju. Ko je potlačeni beli cvetoči faktor ene hibridne rastline izpolnil isti potlačeni faktor druge hibridne rastline, so se pri njihovih potomcih razvili beli cvetovi. Leta 1900 je Hugo de Vries pravilnost pojavljanja pri potomcih druge generacije znakov, zatiranih v hibridih prve generacije, označil za Mendelov drugi zakon ali zakon cepitve.
Ko je Mendel analiziral, koliko hibridov druge generacije ima dominantne in recesivne lastnosti, je v vseh primerih ugotovil enak številčni vzorec. Po križanju graha z gladkimi in nagubanimi semeni je Mendel pridobil 253 semen. Vsi so bili gladki. Po križanju gladkosemenskih hibridov med seboj je prišlo do cepitve v naslednji generaciji. Nastalo je 7324 semen: 5474 gladkih in 1850 nagubanih. Razmerje med gladko (dominantno lastnost) in nagubano (recesivno lastnost) je bilo 2,96: 1. V drugem poskusu, kjer so opazili dedovanje barve semena, je bilo od 8023 semen, pridobljenih po drugem križanju, 6022 rumenih in 2001 - zelenih . Razmerje rumenih in zelenih je bilo 3,01: 1. Mendel je naredil podobne izračune za vseh sedem parov sort. Rezultat je bil povsod enak. Delitev prevladujočih in recesivnih lastnosti je bila v povprečju enaka 3: 1. Mendel je razumel, da vzorec, ki ga je odkril, ne more veljati za eno samo rastlino, pokaže se šele, ko se prekriža veliko število organizmov.
Znanstvenik se ni omejil na monohibridno križanje, torej ko so se organizmi razlikovali le v enem znaku. Na podlagi odkritih vzorcev je najprej izračunal in nato eksperimentalno dokazal, kako v vseh primerih pride do razcepitve znakov. Mendel je svoje sklepe preveril v poskusih z rastlinami, ki so se razlikovale po dveh in nato treh značilnostih. To je bilo dovolj, da se je prepričal, da so njegove formule pravilne v bolj zapletenih primerih.
Torej je Mendel najprej preučil dedno odpornost sort graha, nato odkril pravilo dominacije, kasneje cepitve, nato analiziral kvantitativne vzorce cepitve za organizme, ki so se razlikovali po eni, dveh in treh lastnostih in na koncu podal formule za kakršne koli križance. Zapleteno in zapleteno svoje delo se je korak za korakom povzpel na vrh svoje teorije - napovedovanja načel strukture genskega materiala.
In prav s to napovedjo je bil za skoraj pol stoletja pred moderno znanostjo. V času Mendela o materialnih nosilcih dednosti - genih ni bilo nič znanega, njihove lastnosti pa je opisal na enak način, kot so astronomi napovedovali obstoj planetov, ki jih še ni nihče odkril. Mendel je razmišljal tako: ker obstaja prevladovanje in recesivnost, ki se kaže med križanji, pomeni, da zarodne celice nosijo dedne dejavnike, od katerih eden določa lastnost prevlade, drugi pa recesivnost. Tako je napovedal obstoj dejavnikov, pozneje imenovanih genov, od katerih je vsak odgovoren za lastnost določene lastnosti.
Ker se ti spolni dejavniki kombinirajo v celicah hibridnega organizma, imajo vse njegove celice dva dejavnika iste lastnosti. Odvisno od narave teh dejavnikov bo organizem vseboval enake dejavnike (taki organizmi so se imenovali homozigoti) ali različne dejavnike (organizem heterozigoten za določeno lastnost). To pojasnjuje, zakaj se pri križanju organizmov, ki so si navzven popolnoma podobni, v potomcih nenadoma pojavijo posamezniki, navzven za razliko od neposrednih staršev, vendar podobni "dedu" ali "babici".
Končno Mendel sklepa, da se upravičeno šteje za enega najpomembnejših zakonov. Prišel je do zaključka, da imajo spolne celice (gamete) samo en nagib vsake lastnosti in so proste (čiste) drugih nagnjenj iste lastnosti. Ta zakon se imenuje "zakon čistosti spolnih celic".
Po osmih letih dela je Mendel poročal o svojih rezultatih. Njegovo delo je bilo objavljeno v reviji Društva naravoslovcev Brune. Ta provincialna publikacija je bila med znanstveniki malo znana, objavljena je bila v majhnih nakladah in ni presenetljivo, da Mendelov članek v znanstvenem svetu ni imel nobenega učinka.
Po letu 1868 je Mendel popolnoma opustil svoje poskuse. Hkrati je začel oslepeti. Prizadet zaradi nečloveške napetosti, s katero je več kot 10 let pregledoval in sortiral več deset tisoč rastlin, cvetov, stebel, listov, semen. Leta 1884 je brez češkega priznanja umrl veliki češki znanstvenik Gregor Johann Mendel.
In 16 let kasneje je ves znanstveni svet izvedel za Mendelova odkritja. Na stotine znanstvenikov po vsem svetu je začelo nadaljevati z njegovimi raziskavami; kasneje so bili Mendelovi zakoni razloženi z vedenjem kromosomov (glej članek "Dednost"). Že danes so gene preučevali na molekularni ravni in materialne nosilce dednosti, katerih obstoj je napovedal Mendel, začeli preučevati z uporabo metod biologije, fizike, kemije in matematike.
Po temeljitem raziskovanju tega vprašanja se je britanski zgodovinar Robert Albee vprašal, ali je bil Mendel Mendelec? Z drugimi besedami, Albee verjame, da bi lahko veliko tega, kar je pripisano Mendelu v sodobnih bioloških učbenikih, presenetilo tega pionirja genetike.
Da bi preizkusili ugotovitve Albeeja, najprej ugotovimo, zakaj je Mendel začel preučevati rastline graha v poznih 1850-ih. Če to razumemo, bomo tudi razumeli, da je najmanj upal odkriti dedne zakone. Dejansko je Mendel večino svojega življenja v znanosti posvetil teorijam, ki danes veljajo za popolnoma slepo ulico.
Začnimo z naslovom najbolj znanega Mendelovega članka, Poskusi o hibridizaciji rastlin. Upoštevajte, da naslov ne omenja zakonov prenosa dednih lastnosti ali mehanizma dednosti, saj ne omenja graha, s katerim je eksperimentiral. Beseda "hibridizacija" pogosto najdemo v spisih Mendela, medtem ko besede "dednost" verjetno ne najdemo in pove veliko. Po natančnem branju uvoda v članek bomo ugotovili, kaj je o svojem delu mislil sam Mendel. Tu ni ničesar skrival in odkrito dejal, da je predstavil rezultate "podrobnega eksperimenta", katerega namen je bil odkriti "splošno veljaven zakon, ki ureja nastajanje in razvoj hibridov." Na koncu dela to idejo še enkrat ponovi. In niti besede o tem, da je odkril statistične zakonitosti prenosa dednosti. Namesto tega trdi, da mu je uspelo osvetliti teorijo botanika z imenom Görtner, njegovi, pa tudi Mendelovi rezultati, zavračajo stališča tistih naravoslovcev, ki so oporekali odpornosti rastlinskih vrst in verjeli v nenehen razvoj rastlinskega sveta. Pri tem imamo samo eno težavo - razumeti, kaj vse to pomeni!
Kratek izlet v botaniko 18. in 19. stoletja omogoča razjasnitev pomena njegove izjave. V 60. letih 19. stoletja je bil Mendel aktivno vključen v problem, ki je postal ključen za celotno skupnost botanikov tistega časa. Prvič ga je oblikoval slavni švedski naravoslovec Karl Linnaeus, ki je predlagal klasifikacijo organizmov, ki jo znanstveniki uporabljajo še danes.
Sredi 18. stoletja je Linnaeus že dvomil, da vse vrste živali po dejanju stvarjenja ostanejo v nespremenjenem stanju, kot je vztrajala verska pravoslavje. Njegov dvom je okrepila neverjetna raznolikost eksotičnih oblik flore in favne, ki so jih popotniki prinesli v Evropo. Število in raznolikost novih rastlin in živali je kmalu zmedlo vse klasifikacije, ki so obstajale v Evropi. In ker si je Linnaeus želel tu narediti nekaj reda, ni mogel, da ne bi občudoval obilja živih oblik v naravi. Kmalu je imel misli, ki mu še nikoli niso padle na misel. Ali je Bog resnično ustvaril živi svet Zemlje v kratkem obdobju stvarjenja? Ali pa je morda vsa obstoječa raznolikost nastala iz veliko manjšega števila primitivnih oblik?
Postopoma je Linnaeus postal pristaš evolucijske teorije. Vendar evolucijski mehanizem, ki ga je predlagal, ni bil podoben darvinizmu. Linnaeus ni upošteval vpliva zunanjega okolja ali manifestacije naključnih variacij. Njegovo zanimanje je bilo omejeno le na preučevanje botaničnega pojava križanja različnih vrst. Ker je to očitno privedlo do pojava novih oblik rastlin, je začel trditi, da se po več generacijah hibridi lahko postopoma razvijejo v popolnoma nove vrste. V naslednjem stoletju je v mislih mnogih znanstvenikov prevladovala ideja o tako imenovani medvrstni hibridizaciji. V različnih časih so države, kot so Nizozemska, Francija in Prusija, celo določale denarne bonuse za delo na tem področju. Toda raziskovalci niso le potrdili Linnaeusovih idej, ampak celo stabilizirali hibridne oblike. V novi generaciji so se vedno znova vrnili k očetovskim oblikam ali pa, ko niso več obrodili sadov, izumrli.
Kljub vsemu je vzreja rastlin s hibridizacijo vedno ostala področje znanosti, v katerem upanje ostaja neizogibno. Skoraj v celotnem 19. stoletju so obstajali botaniki, ki so verjeli v možnost vzreje stabilnih hibridov, ki bi postali nove vrste. Na primer, ko je bil Mendel na dunajski univerzi, ga je botanik po imenu Franz Unger prepričal, da je hibridizacija lahko vir novih vrst. Ker nimamo razloga dvomiti o resničnosti Mendelovih verskih občutkov, ni presenetljivo, da je začel izvajati ustrezne raziskave. Dejstvo je, da variabilnost, ki so jo opazili v procesu hibridizacije, takratni znanstveniki niso razložili z delovanjem slepih sil darvinistične evolucije, temveč z Božjo previdnostjo. Navsezadnje, kakšen boljši način za prikaz Stvarnikove veličine kot obdarjanje sprva skromnih rastlin s sposobnostjo preobrazbe skoraj v nedogled?
Tako so bili Mendelovi poskusi na hibridizaciji rastlin povsem v skladu s takratnimi botaničnimi raziskavami. Mendela so hibridi najbolj zanimali ne zato, ker bi bil to najbolj vizualen način za prikaz dinamike prenosa dednih lastnosti, temveč zato, ker mu je omogočil, da preveri veljavnost Linnaejevega razmišljanja. Mendel je bil prepričan, da hibridizacija omogoča "stalen razvoj vegetacije", cilj njegovih poskusov pa je bil gojiti hibride iz generacije v generacijo, da bi ugotovili, ali bi lahko postali nova vrsta. Zato je nenehno zavračal tiste hibride, pridobljene iz čistih semen, ki so se izkazali za neplodne ali pa so preprosto slabo rasli. Njegovo delo iz leta 1865 je podroben opis poskusov novih rastlinskih vrst. Dokaz Linnejeve pravilnosti se je Mendlu zdel tako pomemben, da je celo precej izkrivil nekatere poglede enega od svojih predhodnikov.
V zagovarjanje pravilnosti svoje hipoteze, da se hibridi lahko razvijejo v nove vrste, je Mendel trdil, da je tudi Max Vihura, ki je bil svetovni organ za vrbe, verjel, da se hibridi vrbe "širijo na enak način kot čiste vrste". Ko pa se je Robert Albee obrnil na prvotno delo Vihure, je bilo ugotovljeno, da piše nasprotno: hibridi vrbe ne ohranijo svojih lastnosti v naslednjih generacijah. In čeprav je Mendel Vihuri pripisoval verovanje v Linnaejevo hipotezo, je dejansko resno dvomil o njeni veljavnosti.
Na žalost Mendela, ne glede na to, kako zelo se je trudil, so se tudi njegovi hibridi vrnili k prvotnim lastnostim starševskih oblik. Sodobna genetika odgovarja na vprašanje, zakaj se to zgodi. Naravoslovni duhovnik se je vpletel v neenak boj proti prevladi in recesivnosti genskih parov. Mendelovi poskusi so prepričljivo pokazali, da nobena hibridna linija ne more ustvariti samo hibridov.
To je bil seveda žalosten rezultat za znanstvenika, ki je hotel dokazati nasprotno, namreč da hibridi lahko dajo nove vrste. Mendel je bil po naravi zaprt, molčeč, zaprt človek, toda v njegovih člankih je tu in tam še vedno razočaranje. To je še posebej čutiti v njegovem najbolj znanem delu "Poskusi o hibridizaciji rastlin", objavljenem leta 1865. V zadnjem delu je skušal obiti neprijetne podatke. Ko je izjavil, da njegovih poskusov ni mogoče šteti za odločilne, je nerodno začel govoriti o tem, da dobljeni rezultati niso povsem jasni in jih ni mogoče šteti za absolutne. Kljub vsemu med pisanjem članka ni nehal verjeti v možnost ustvarjanja "trajnih hibridov". Če razumemo to dejstvo, drugače gledamo na Mendelov slavni govor Društvu za preučevanje naravoslovja leta 1865.
Lauren Ainsley, ki je priznala izjemno prepričanje njegovega značaja, je dogodek opisala takole:
Navdušen govor tega modrookega duhovnika, ki je svoje raziskave predstavil, kot kažejo preživeli protokoli družbe, ni sprožil nobene razprave ... Nihče ni postavil niti enega vprašanja, nihče ni hitreje zabil srca. V majhnem avditoriju je poklicni učitelj predstavil eno najodličnejših odkritij 19. stoletja in predstavil ogromno dokazov. Toda tam ni bilo duše, ki bi ga razumela.
Če berete Albeejeva dela, se Mendelovi članki takoj pojavijo v drugačni luči. In če pomislimo, da se je Mendel pojavil v samostanu dvajset let pred objavo svojih del in poskusom posvetil približno desetletje, potem bi lahko mnogi, ki so se udeležili njegovega predavanja, vedeli, k čemur si prizadeva. Odstranimo ogromno nadgradnjo sadalizma, vidimo, da je Mendel leta 1865 poročal o svojem popolnem neuspehu. Njegova precej pragmatična prizadevanja za stabilizacijo hibridov za uporabo lokalnih kmetov niso privedla do ničesar, izpustil pa je zelo zanimivo statistiko, ki je ni znal pojasniti. Torej je šlo za popoln neuspeh in molk njegovih poslušalcev je bil najverjetneje tiha simpatija.
Čast odkritja kvantitativni vzorci, spremlja nastajanje hibridov, pripada češkemu menihu, ljubitelju botanikov Johann Gregor Mendel (1822-1884). V svojih delih, izvedenih od 1856 do 1863. so bili razkriti temelje zakonov dednosti. IN 1865 g. pošlje članek Društvu naravoslovcev z naslovom "Poskusi na rastlinskih hibridih".
G. Mendel prvič jasno artikuliral koncept diskretno dedovanje("Gene" - 1903, Johansen). Mendelov temeljni zakon je zakon o čistosti spolnih celic.
1902 - W. Batson oblikuje stališče, da so enaki nagibi homozigoti, različni pa heterozigoti.
Ampak! Eksperimentalne raziskave in teoretična analiza rezultatov križancev, ki jih je opravil Mendel, so za več kot četrt stoletja prehitele razvoj znanosti.
O materialnih nosilcih dednosti, mehanizmih shranjevanja in prenosa genskih informacij ter notranji vsebini postopka oploditve ni bilo znanega skoraj nič. Tudi špekulativne hipoteze o naravi dednosti (Charles Darwin in drugi) so bile oblikovane kasneje.
To pojasnjuje dejstvo, da Mendelovo delo naenkrat ni dobilo nobenega priznanja in je ostalo neznano do ponovno odkrivanje Mendelovih zakonov.
Leta 1900 - trije botaniki neodvisno drug od drugega -
K. Correns (Nemčija) (koruza)
G. de Vries (Nizozemska) (mak, droga)
E. Cermak (Avstrija) (grah)
V svojih poskusih so odkrili vzorce, ki jih je prej odkril Mendel, in ko so naleteli na njegovo delo, leta 1901 ponovno objavil.
Ugotovljeno je bilo (1902), da je kromosomi nosijo dedne informacije (W. Setton, T. Boveri). To je pomenilo začetek nove smeri v genetiki - kromosomske teorije dednosti. Leta 1906 je W. Batson predstavil koncepte "genetike", "genotipa", "fenotipa".
Utemeljitev kromosomske teorije dednosti
Leta 1901 Thomas Ghent (Hunt) Morgan(1866-1945) prvič začeli izvajati poskuse na živalski modeli - predmet njegove raziskave je bila sadna muha - Drosophilamelanogaster. Značilnosti prednjega pogleda:
Nepretencioznost (vzreja na hranilnih gojiščih pri temperaturi 21-25 ° C)
Plodnost (za 1 leto - 30 generacij; ena samica - 1000 osebkov; razvojni cikel - 12 dni: po 20 urah - jajčece, 4 dni - ličinka, še 4 dni - mladiči);
Spolni dimorfizem: samice so večje, trebuh je koničast; samci so manjši, trebuh je zaobljen, zadnji segment je črn)
Širok spekter funkcij
Majhne dimenzije (približno 3 mm)
1910 Y. - T. Morgan - Kromosomska teorija dednosti:
Dednost je diskretne narave. Gen je enota dednosti in življenja.
Kromosomi ohranijo svojo strukturno in genetsko identiteto v celotni ontogeniji.
V R! Homologni kromosomi so konjugirani v parih in se nato razhajajo, padajo v različne zarodne celice.
V somatskih celicah, ki izvirajo iz zigote, je nabor kromosomov sestavljen iz 2 homolognih skupin (ženske, moške).
Vsak kromosom ima določeno vlogo. Geni so razporejeni linearno in tvorijo eno povezovalno skupino.
1911 - zakon o povezanem dedovanju lastnosti (genov)(geni, lokalizirani na enem kromosomu, so podedovani povezani).
Tako sta v razvoju genetike dve pomembni stopnji:
1 - Mendelova odkritja, ki temeljijo na hibridoloških študijah - vzpostavitev kvantitativnih vzorcev pri delitvi lastnosti med križanjem.
2 - dokaz, da so kromosomi nosilci dednih dejavnikov. Morgan je formuliral in eksperimentalno dokazal položaj povezave genov v kromosomih.
B. Volodin
KAJ SO VEDELI, KADAR JE ŽIVEL
Živel je pred petdesetimi leti.
Živel je v češkem mestu Brno, ki se je takrat po nemško imenovalo Brunn, ker je bila Češka del tedanjega Avstro-Ogrskega cesarstva.
Še vedno stoji tam, učitelj Mendel ... Ta marmornat spomenik je bil postavljen v Brnu leta 1910 na stroške znanstvenikov z vsega sveta.
V realni šoli v Brnu, kjer je delal, je bilo približno tisoč učencev in dvajset učiteljev. Med temi dvajsetimi učitelji med tisoč »realističnimi« fanti je bil eden najbolj ljubljenih - učitelj fizike in naravoslovja Gregor Mendel, »oče Gregor«, torej »oče Gregor«.
Tako so ga klicali, ker je bil tudi on, učitelj Mendel, menih. Menih iz brnskega samostana sv. Tomaža.
Takrat so zanj vedeli, da je sin kmeta - tudi mnogo let po tem, ko je zapustil rodno vas Khinčice, je njegov govor ohranil rahlo obljubljan govor o območju, kjer je preživel otroštvo.
Vedeli so, da je zelo sposoben in se je vedno učil sijajno - v podeželski šoli, nato v okrožni šoli, nato v gimnaziji. Toda Mendelovi starši niso imeli denarja, da bi še naprej plačevali njegovo poučevanje. In nikjer ni mogel stopiti v službo, ker je bil sin preprostega kmeta. Da bi se prebil na pot, je moral Johann Mendel (od rojstva mu je bilo ime Johann) vstopiti v samostan in po cerkvenih navadah sprejeti drugo ime - Gregor.
Vstopil je v samostan sv. Tomaža in začel študirati na teološki šoli. In tudi tam je pokazal briljantne sposobnosti in neverjetno vnemo. Moral naj bi postal doktor teologije - pred tem mu je ostalo zelo malo. Toda oče Mendel ni opravljal izpitov za doktorata teologije, ker ga teološka kariera ni zanimala.
Dosegel je nekaj drugega. Uspelo mi je, da so ga poslali kot učitelja v gimnazijo v mestecu Znojmo na jugu Češkoslovaške.
V tej gimnaziji je začel poučevati ne božjega zakona, temveč matematiko in grščino. Vendar ga tudi to ni zadovoljilo. Od mladosti je imel še eno naklonjenost: zelo je imel rad fiziko in naravoslovje in je veliko časa preživel pri njih.
Pot samoukov je trnova pot. Leto dni po tem, ko je začel poučevati v Znojmu, je Mendel skušal opraviti izpite za naziv učitelja fizike in naravoslovja.
Na teh izpitih ni padel, ker je bilo, tako kot vsak samouk, njegovo znanje razdrobljeno.
In potem je Mendel dosegel še eno stvar: dosegel je, da so ga meniške oblasti poslale na Dunaj, na univerzo.
Takrat je bilo vse poučevanje v Avstriji v rokah cerkve. Za cerkvene oblasti je bilo pomembno, da so menihi-učitelji imeli potrebno znanje. Zato so Mendela poslali na univerzo.
Dve leti je študiral na Dunaju. In vsa ti dve leti je obiskoval pouk samo iz fizike, matematike in naravoslovja.
Ponovno se je izkazal za presenetljivo sposobnega - najeli so ga celo kot pomočnika asistenta na oddelku slavnega eksperimentalnega fizika Christiana Dopplerja, ki je odkril pomemben fizični učinek, poimenovan po njem "Dopplerjev učinek".
In Mendel je delal tudi v laboratoriju izjemnega avstrijskega biologa Kollarja.
Šel je skozi pravo znanstveno šolo. Sanjal je o znanstvenih raziskavah, vendar mu je bilo naročeno, naj se vrne v samostan sv. Tomaža.
Ničesar ni bilo mogoče storiti. Bil je menih in se je moral podrediti samostanski disciplini. Mendel se je vrnil v Brno, začel živeti v samostanu in poučevati eksperimentalno fiziko in naravoslovje v realni šoli.
Bil je eden izmed najbolj priljubljenih učiteljev te šole: najprej zato, ker je zelo dobro poznal predmete, ki jih je poučeval, in tudi zato, ker je lahko na neverjetno zanimiv in preprost način razložil najbolj zapletene fizikalne in biološke zakonitosti. Razložil jih je, svoje razlage ponazoril s poskusi. Bil je menih, toda ko se je učencem pogovarjal o naravnih pojavih, se ni nikoli skliceval na Boga, božjo voljo in nadnaravne sile. Menih Mendel je naravne pojave razlagal kot materialist.
Bil je vesel in prijazen človek.
V samostanu je menih Gregor takrat opravljal funkcijo "očeta Küchenmeistra" - poglavarja nad kuhinjo. Ko se je spominjal svoje lačne mladosti, je k sebi povabil revnejše učence in jih nahranil.
A učenci ga sploh niso radi obiskovali, ker jih je učitelj pogostil z nečim okusnim. Mendel je na samostanskem vrtu gojil sadno drevje in čudovite rože, redke za tiste kraje - nekaj se je čudilo.
Učitelj je vsak dan opazoval tudi vreme in spremembe na Soncu - tudi to je bilo zanimivo. Eden od njegovih učencev je pozneje postal profesor meteorologije in v svojih spominih zapisal, da mu je učitelj Mendel vzbudil ljubezen do te znanosti.
Učenci so vedeli, da je v kotu vrta, pod samimi okni ene od samostanskih stavb, ograjeno majhno območje - le petintrideset krat sedem metrov. Na tem spletnem mestu je učitelj Mendel gojil povsem nezanimivo: navaden grah različnih sort. Učitelj je temu grahu posvetil preveč dela in pozornosti. Nekaj \u200b\u200bje naredil z njim ... Mislim, da je prestopil ... Svojim učencem o tem ni povedal ničesar.
SLAVA SE NE POHITI
Umrl je in kmalu so prebivalci Brna začeli pozabljati, da v njihovem mestu živi moški po imenu Gregor Mendel. Spominjali so se ga le učenci - oče Gregor je bil dober učitelj.
In nenadoma šestnajst let po njegovi smrti, leta 1900, je Mendelu prišla slava. Ves svet je začel govoriti o njem.
Bilo je takole.
Leta 1900 so trije znanstveniki, ki so preučevali pojave dednosti, iz svojih poskusov izpeljali zakone, po katerih, ko križajo različne rastline in živali, lastnosti podedujejo potomci. In ko so ti znanstveniki, neodvisno drug od drugega, začeli pripravljati svoja dela za objavo, so nato ob pregledu literature vsak od njih nepričakovano izvedeli, da je te zakone že odkril učitelj iz mesta Brno Gregor Mendel. Odkrit v poskusih z grahom, ki je rastel na majhni parceli v kotu samostanskega vrta.
Učitelj fantom iz realne šole ni povedal, je pa bilo v Brnu društvo ljubiteljev narave. Na enem izmed sestankov društva je Gregor Mendel podal poročilo "Poskusi na rastlinskih hibridih". V njem je povedal o delu, ki je trajalo celih osem let.
Povzetek Mendelovega poročila je bil objavljen v reviji in poslan v sto dvajset knjižnic v različnih evropskih mestih.
Zakaj so bili znanstveniki na to delo pozorni šele šestnajst let pozneje?
Morda še nihče ni odprl revije? Še niste prebrali poročila?
Zakaj se je slava velikega znanstvenika tako mudila, da je prišla v Mendel?
Najprej morate ugotoviti, kaj natančno je odkril.
KAJ JE GOVORIL VRTNI GRAH
Otroci so kot očetje in mame. Nekateri so bolj podobni očetom. Drugi so bolj o mamicah. Spet drugi - za očeta in mamo, babico ali dedka. Otroci živali so tudi kot starši. Tudi otroke posadite.
Ljudje so vse to opazili že zdavnaj.
Znanstveniki so zelo dolgo vedeli za obstoj dednosti.
A za znanost ni dovolj, da ve, da lastnosti staršev podedujejo njihovi potomci. Dolžna je odgovoriti na najbolj zapletena vprašanja: "Zakaj se to dogaja?", "Kako se dogaja?" 
Mendelove zakone odkrivajo na grahu, vendar jih je mogoče videti na številnih rastlinah. Prekrižali so dve vrsti kopriv. Oglejte si, kako listi izgledajo na starših različnih vrst, na njihovih otrocih - hibridih kopriv - in vnukih.
Mnogi znanstveniki so se zmedli nad uganko dednosti. Zelo dolgo bi trajalo, da bi pripovedovali, kakšne so njihove domneve, kako so raziskovalci različnih časov tavali in poskušali razumeti bistvo zapletenega pojava.
Toda sto let pred Mendelom je peterburški botanik akademik Kelreiter začel križati dve različni sorti nageljnov. Opazil je, da ima prva generacija nageljnov, vzgojenih iz semen, pridobljenih s križanjem, nekatere lastnosti, na primer barvo cvetov, kot pri očetovi rastlini, druge na primer dvojne cvetove, kot pri matični rastlini. Mešanih znakov ni. A najbolj zanimivo: v drugi generaciji - pri nekaterih potomcih hibridov - niso odcveteli dvojni cvetovi - znaki dedke ali babice, ki se starši niso pojavili.
Iste poskuse so sto let izvajali številni raziskovalci - Francozi, Britanci, Nemci, Čehi. Vsi so potrdili, da lastnost enega od staršev prevladuje v prvi generaciji hibridnih rastlin, lastnost babice ali dedka pa se kaže v usodi vnuških rastlin, ki se je "umaknila" od staršev.
Znanstveniki so poskušali ugotoviti, po kakšnih zakonih se znaki "umaknejo" in se spet pojavijo. Na poskusnih ploskvah so gojili na stotine hibridnih rastlin, opisali, kako se lastnosti prenašajo na potomce - vse naenkrat: oblika cvetov in listov, velikost stebla, razporeditev listov in cvetov, oblika in barva semen ter tako naprej - vendar niso mogli razbrati nobenih jasnih vzorcev ...
Leta 1856 je službo prevzel Mendel. 
To je Mendel videl v prvi, drugi in tretji generaciji grahovih hibridov. Dobil jih je s križanjem rastlin z rdečimi cvetovi in \u200b\u200brastlinami z belimi cvetovi.
Mendel je za svoje poskuse izbral različne sorte graha. In odločil sem se, da bom spremljal prenos ne vseh naenkrat, ampak le enega para znakov.
Nabral sem več parov rastlin z nasprotnimi lastnostmi, na primer grah z rumenimi zrni in grah z zelenimi zrni, z rdečimi in belimi cvetovi.
Na nezrelih cvetovih graha je odrezal prašnike, da se rastline ne bi oprašile, nato pa je na pešči rastlin z rumenimi zrni nanesel cvetni prah rastlin z zelenimi zrni, na plodove rastlin z zelenimi zrni pa cvetni prah rastlin z rumenimi zrni. .
Kaj se je zgodilo? Potomci vseh rastlin so rodili rumena semena. Pri vseh je prevladovalo znamenje enega od staršev. 
Ta slika jasno kaže, da različni znaki (barva in gubanje graha), ki se prenašajo na potomce, niso med seboj povezani.
Naslednje leto je Mendel dal tem rastlinam možnost, da se oprašijo s svojim cvetnim prahom in, da v poskusu ne bi prišlo do nesreče, rože pokrije s papirnatimi kapicami-izolatorji. Konec koncev, ali je mogoče, da bodo hrošči prenašali tuj cvetni prah na pestič? .. Izolatorji so rože pred tem zaščitili. Ko so v strokih dozorila semena, se je izkazalo, da so bile tri četrtine teh zrn rumene, ena četrtina pa zelene, kakršne niso bili njihovi starši, temveč stari starši.
Naslednje leto je Mendel ponovno sejal ta semena. In spet se je izkazalo, da je v strokih hibridnih rastlin, vzgojenih iz rumenih zrn, tri četrtine zrn rumenih, četrtina pa zelenih, kakršnih ni bilo več v rastlinah - starih staršev, ampak pri prababici ali prababici -dedek. In z barvo zrn in z njihovo obliko, z barvo cvetov in njihovo razporeditvijo na steblu, z dolžino stebla in z drugimi znaki se je zgodilo isto. Vsaka lastnost se je prenašala na potomce in strogo upoštevala ista pravila. In prenos enega znaka ni bil odvisen od prenosa drugega.
To je vse, kar so pokazali poskusi. Kot lahko vidite, je Mendel na velikem številu rastlin zasledil tisto, kar je bilo prej znano.
Vendar je storil več kot njegovi predhodniki: razložil je, kaj je videl.
KDO JE BIL?
Bil je učitelj: poučeval je v šoli, hodil na ekskurzije z učenci, nabiral rastline za herbarij.
Bil je menih: bil je zadolžen za samostansko kuhinjo in nato za celo samostansko gospodarstvo. 
Takšen je bil v letih, ko je delal na odkrivanju dednih zakonov.
Toda, ko je zvečer sedel za pisalno mizo, prekrito z letaki z zapiski opažanj, je učitelj Mendel postal kibernetičar. Da, da, zdaj obstaja takšno znanstveno področje - kibernetika, ki preučuje, kako se nadzorujejo procesi, ki se pojavljajo v naravi, kako se urejajo.
V kibernetiki obstaja skupina nalog, ki se običajno imenujejo "naloge črne škatle". Njihov pomen je naslednji: nekateri signali vstopijo v napravo neznane zasnove. V napravi - v "črni škatli" - se reciklirajo in sprostijo v spremenjeni obliki.
Znano je, kakšni signali so bili sprejeti in kako so se spreminjali.
Ugotoviti morate, kako deluje naprava.
Prav to nalogo je moral rešiti učitelj iz Brna.
Mendel je vedel, kakšne lastnosti imajo starševske rastline. Izvedel je, kako so se ti znaki prenašali na potomce, kako so nekateri prevladovali, drugi pa so se umaknili ali pa so se ponovno pojavili.
Vedel je še eno stvar: lastnosti so se prenašale skozi cvetni prah in jajčeca, iz katerih so se razvila rastlinska semena. Niti cvetni prah niti jajčeca niso imeli - ne glede na to, kako jih gledate pod mikroskopom - ne stebel ne cvetov, toda naredili so povsem druga rumena ali zelena zrna - semen. Iz semen so zrasla podobna stebla, nato so zacveteli cvetovi v tonu ali druge barve.
In Mendel je - prvič v zgodovini znanosti - spoznal, da se od rastlin - staršev do rastlin - otrok prek cvetnega prahu in jajčec prenašajo ne same lastnosti, ne barva in oblika cvetov in semen, ampak nekaj drugega - očem nevidni delci, zaradi katerih se te lastnosti pojavijo. Te delce je imenoval dedna nagnjenja.
Spoznal je, da katera od matičnih rastlin na svoje potomce prenese po en nanos vsake lastnosti. Ti nagibi se ne združujejo in ne tvorijo novih nagibov. Ta nagnjenja so "enaka": eden se lahko manifestira in drugi se lahko manifestira.
Prednosti ne izginejo. Če se je v prvi generaciji izkazalo eno nahajališče, se lahko v delu rastlin druge generacije pojavi še eno. Še več, tudi nekateri potomci rastlin druge generacije in potomci njihovih potomcev kažejo tudi nagnjenja, podedovana od pradeda.
Tu pa se poraja še eno vprašanje. Če nagnjenja nikamor ne izginejo, bi morala vsaka naslednja generacija zbrati množico nagibov iste lastnosti, ki jih je prejela od očetov, mater, dedkov, babic, pradedkov in prababic. In ker so ta nagnjenja materialna, to pomeni, da bi se morale reproduktivne celice, cvetni prah in jajčne celice iz generacije v generacijo povečevati, če bi se število nagibov v njih ves čas eksponentno povečevalo.
Nič takega se ni zgodilo ...
In potem, da bi to razložil, je Mendel predlagal, da ima vsaka reproduktivna celica vedno le en nagib vsake lastnosti, in ko je jajčece oplojeno, se med tvorbo celice, iz katere se bo razvil zarodek, v njej pojavita dva nagnjenja.
In ko nastane nova reproduktivna celica, se ti nagibi očitno razhajajo in v vsaki reproduktivni celici je spet le ena.
In Mendel je na podlagi svojih poskusov tudi dokazal, da se nanos enega znaka prenaša neodvisno od nanosa drugega znaka. Konec koncev imajo lahko zrna grahovih rastlin barvo, ki jo je imela na primer dedova rastlina, rumeno in obliko, ki jo je imela rastlina babice.
Vse to je Mendel dokazal matematično.Vsi njegovi dokazi so bili zelo natančni, takrat še nihče ni znal rešiti takšnih problemov. Zato so se njegove predpostavke sodobnikom zdele fantastične.
... Mendel je imel predavanje v Društvu naravoslovcev v Brnu.
Revija z njegovim poročilom je izšla in je bila vključena v sto dvajset knjižnic univerz v različnih evropskih mestih.
Očitno so ga prebrali številni resni naravoslovci. Toda takrat biologi niso imeli natančnega znanja o tem, kako pride do delitve celic, iz kakšnih neverjetnih dogodkov je sestavljen ta proces.
In Mendelovega dela ni nihče razumel. Mendelovo delo je bilo pozabljeno ...
Leta so minila. V poznih sedemdesetih letih 19. stoletja so se biologi naučili obarvati celična jedra.
Potem pa je bilo odkrito, da so pred delitvijo celic v jedrih prepoznana posebna telesa - "kromosomi" (v grščini ta beseda pomeni "obarvanje majhnih teles"). Opazujoč razvoj oplojene celice so biologi predlagali, da so kromosomi povezani s prenosom dednih lastnosti.
Leta 1900 so Mendelove zakone znova odkrili drugi znanstveniki. Nato so njegova dela še enkrat prebrali. In izkazalo se je, da je Mendel, ne da bi videl, kaj se dogaja v jedrih celic, ustvaril teorijo prenosa dednih nagnjenj. Tako je pred sto leti učitelj fizike in biologije iz češkega mesta Brno postavil temelje novi znanosti - genetiki, znanosti o dednosti.
Genetika je zelo pomembna znanost. Priznava, kako pride do dednih sprememb pri živalih in rastlinah. Toda le ob poznavanju bistva tako zapletenih procesov je mogoče gojiti nove pasme živali in nove sorte rastlin, da bi preprečili številne dedne bolezni pri ljudeh.
V preteklih letih je prišlo do številnih dosežkov v znanosti o dednosti. V njem je nastalo veliko teorij in v njem so bile številne teorije ovržene. Toda tisto, kar je razumel skromni in briljantni učitelj iz Brna, je ostalo neomajno.
Johann Mendel se je rodil 20. julija 1882 v majhni vasici Heinzendorf v avstrijskem cesarstvu v družini kmetov. Mendel je svojo biološko strast pokazal že v svoji biografiji. Dve leti je obiskal inštitut Olmutz, nato pa menih v avguštinskem samostanu sv. Tomaža.
Nato je med letoma 1844 in 1848 študiral na teološkem inštitutu v Brunnu. Toda Mendel je s samoizobraževanjem pridobil globoko znanje na številnih področjih. Kratek čas je poučeval, nato pa odšel na študij na dunajsko univerzo. Tam je Gregor Mendel v svoji biografiji veliko časa posvetil proučevanju hibridnih potomcev rastlin. Dolga leta (1856 - 1863) je eksperimentiral z grahom in posledično oblikoval zakone o dedovanju ("Mendelovi zakoni").
Njegova dela so bila objavljena, vendar slavnih botanikov tistega časa niso zanimala. Nato je bilo v biografiji Georga Mendela opravljenih še nekaj poskusov (na jastrebu, na čebelah), vendar je bil rezultat neuspešen. Tako je Mendel opustil svoje biološke poskuse in postal opat samostana.
Mehanizem dedovanja, odkrit zahvaljujoč biografiji Grigorija Mendela, je znanstvenike zanimal šele v začetku 20. stoletja.
Ocena biografije
Nova funkcija! Povprečna ocena te biografije. Prikaži oceno