Грегор Мендель був спочатку ченцем, а пізніше настоятелем монастиря в Брюнне (нині місто Брно в Чехословакії). Що свої стали тепер знаменитими досліди він проводив із звичайним горохом, який вирощував в монастирському саду. У той час багато видних ботаніків намагалися зрозуміти, як генетична інформація передається у рослин від батьків до нащадків. Проте всі їх спроби отримати відповідь на це питання виявлялися на рідкість безплідними, тоді як досліди Менделя дозволили йому сформулювати просту, але ясну теорію, що витримала випробування часом. Як міг Мендель, працюючи поодинці, побачити те, чого не зуміли розгледіти його сучасники, тісно пов'язані зі всім науковим світом? Успіх Менделя визначив збіг ряду обставин.
По-перше, Мендель вивчав свого часу математику і теорію вірогідності. Тому він розумів, що при оцінці результатів схрещувань потрібно оперувати великими числами, щоб звести до мінімуму ефект від «помилки вибірки», можливої при розгляді обмеженого числа випадків. Крім того, він починав з вивчення окремих успадкованих ознак, в кожному експерименті поодинці, простежуючи долю таких ознак в багатьох поколіннях. Це також допомогло йому виявити прості, але важливі закони передачі спадкових ознак.
По-друге, Менделеві повезло з вибором експериментального об'єкту. Інші дослідники працювали з ястребінкой, а- цій рослині властиві відхилення від нормального процесу статевого відтворення, про що ботаніки XIX в. не знали. У ястребінки насіння зав'язується іноді без запилення, і в таких випадках батьківська батьківська форма відсутня. Мудро, звичайно, визначити характер спадкоємства ознак, якщо ви вважаєте, що батьківські форми вам відомі, а насправді все йде інакше!
Мендель уникнув цієї пастки. Він витратив декілька років, щоб вибрати організм, з яким йому належало працювати, і вирішити, які ознаки цього організму слід вивчати. Врешті-решт он'вибрал горох. Існувало багато сортів гороху, і всі вони розмножувалися в чистоті, тобто наприклад, високорослі рослини завжди давали високоросле потомство, а карликові - тільки карликове. Схрещуючи рослини двох сортів, що володіли такими контрастуючими ознаками, Мендель діставав можливість прослідкувати, як ці ознаки успадковуються.Була у гороху і ще одна якість, що робила його ідеальним об'єктом для тих цілей, які ставив перед собою Мендель. Ця якість полягала в особливій будові його квіток, завдяки якій схрещування легко піддавалося контролю. У більшості звичайних квіток чоловічі (тичинки] і жіночі (маточки) репродуктивні органи нічим не прикриті, так що на рильці може потрапити пилок, принесений вітром з інших рослин або занесена відвідуючими квітку комахами. У гороху ж і у споріднених йому рослин пелюстки розташовані так, що репродуктивні органи повністю ними закриті. Пилок з інших квіток не може проникнути всередину і в нормі кожна квітка сама себе обпилює.
Мендель міг або допустити самозапилення, або провести перехресне запилення, узявши пилок від квіток одного сорту гороху і помістивши його на рильця квіток іншого сорту. Для того, щоб провести таке перехресне запилення за участю двох сортів, Мендель розкривав квітку, призначену стати донором пилку, і витягував з нього тичинку. Потім він розкривав квітки іншої батьківської форми і висипав на їх рильця пилок; власні тичинки цих квіток він видаляв ще до дозрівання пилку, щоб бути упевненим, що жодна квітка не була обпилена власним пилком. Для отримання численного потомства від схрещувань Мендель обпилював у такий спосіб багато десяток квіток. Це була вельми копітка робота, та зате Мендель абсолютно точно знав походження кожної зібраної ним горошини.
Вибравши як експериментальний об'єкт горох, Мендель витратив ще два роки на попередні досліди, щоб знайти чисті сорти з різними спадковими ознаками.Врешті-решт він вибрав для тривалого вивчення сім ознак, кожний з яких зустрічається у різних сортів гороху в двох формах, що чітко розрізняються.
Мендель продовжив експеримент, отримавши від самозапилення гібридів більше 900 насіння. Коли він висіяв це насіння, з них в більшості випадків виросли рослини з червоними квітками, але приблизно у однієї чверті рослин квітки виявилися білими. Стало ясно, що біле забарвлення не втрачене, хоча вона і не виявилася в першому поколінні гібридів.
Аналізуючи ці результати, Мендель зрозумів, що їх можна пояснити, допустившись, що всяка успадкована ознака визначається парою якихось частинок, які ми тепер називаємо генами. У чистого сорту з червоними квітками, як вважав Мендель, кожну рослину несли два гени, що визначають червоне забарвлення квіток. Кожна репродуктивна клітка містила, очевидно, тільки один з цих двох генів. Коли при заплідненні дві репродуктивні клітки злилися, гени червоного забарвлення, що знаходилися в них, також об'єдналися, так що у нащадків знову опинилося по два таких гена-одін з яйцеклітини, а інший з пилкового зерна. Так само всі рослини сорту з білими квітками несли і могли передати своїм нащадкам тільки гени білого забарвлення квіток. При схрещуванні цих двох сортів кожна рослина сорту з білими квітками передала гібридному потомству один ген білого забарвлення, а кожна рослина з червоними квітками - один ген червоного забарвлення.
Кожна рослина гібридного покоління несла в собі, отже, один ген червоної і один ген білого забарвлення квіток, хоча всі квітки в гібридному поколінні були червоними.
Коли потім наступив час розмноження цих гібридних рослин, половина репродуктивних кліток отримала ген червоного забарвлення квіток і половина-ген білого забарвлення. При заплідненні будь-яка репродуктивна клітка могла з'єднатися з будь-якою іншою, що несе або ген червоного забарвлення, або ген білого забарвлення. Якщо обидві репродуктивні клітки, що беруть участь в
заплідненні, несли гени білого забарвлення квіток, то і у отриманої рослини квітки були білими.
Встановлена закономірність, згідно якої гени можуть об'єднуватися в індивідуумові, що виникає в результаті запліднення, але потім розходяться, так що в репродуктивну клітку поступає для передачі наступному поколінню або один, або інший ген, отримала назву закону Менделя розщеплювання.
|
