Gregor Johann Mendel on väljapaistev Austria botaanik, kes avastas pärilikkuse doktriini, mida hiljem teadlase auks nimetati "mendelismiks". Teda peetakse ka kaasaegse geneetika rajajaks, kuna tema tuvastatud pärilike tegurite mustrid said selle teaduse tekkimise aluseks.
Johann Mendel sündis 20. juulil 1822 Austrias Heitzendorfis. Huvi looduse vastu ilmutas ta juba varakult, kui töötas aednikuna. Nimi Gregor ei ilmunud juhuslikult. 1843. aastal sai teadlasest Tšehhis asuva Augustinuse Püha Toomase kloostri munk. Seal pandi talle nimi Gregor. Järgmisel aastal astus ta Brunni teoloogiainstituuti, misjärel sai temast preester. Talle anti palju teadusi. Näiteks võiks ta kergesti asendada puuduvaid õpetajaid matemaatikas või kreeka keeles. Enim huvitasid teda aga bioloogia ja geoloogia. Gümnaasiumi, kus ta õpetas, rektori nõuandel astus Mendel 1851. aastal Viini ülikooli looduslooteaduskonda. Siin õppis ta maailma ühe esimese tsütoloogi Ungeri juhendamisel.
Viinis viibides tundis ta suurt huvi taimede hübridisatsiooni probleemi vastu. 1850. aastatel viis ta läbi palju katseid taimedega, sealhulgas kloostriaias hernestega. Just tänu nendele katsetele suutis ta selgitada pärimismehhanismi seadusi, mis hiljem nimetati ümber Mendeli seadusteks. Varsti avaldati tema teosed pealkirja all "Taimehübriidide katsed". Teadlane ise oli kindel, et tegi suurima avastuse. Kui aga tema avastus mõne loomaga tehtud katsetes ei töötanud, pettus ta teaduses ja lõpetas bioloogiliste uuringute tegemise.
Austria-Ungari teadlast Gregor Mendelit peetakse õigustatult pärilikkuse teaduse - geneetika - rajajaks. Alles 1900. aastal “taasavastatud” teadlase töö tõi Mendelile postuumse kuulsuse ja oli uue teaduse algus, mida hiljem nimetati geneetikaks. Kuni 20. sajandi seitsmekümnendate lõpuni liikus geneetika peamiselt Mendeli sillutatud rada pidi ja alles siis, kui teadlased õppisid lugema DNA molekulide nukleiinsete aluste järjestust, hakati pärilikkust uurima, mitte hübridisatsiooni tulemusi analüüsides, kuid tuginedes füüsikalis-keemilistele meetoditele.
Gregor Johann Mendel sündis Sileesias Heisendorfis 22. juulil 1822 talupoja perekonnas. Algkoolis näitas ta silmapaistvaid matemaatilisi võimeid ja jätkas oma õpetajate nõudmisel oma haridusteed lähedal asuva väikese Opava linna gümnaasiumis. Mendeli edasiõppimiseks ei jätkunud peres aga raha. Suure vaevaga õnnestus neil gümnaasiumikursuse läbimiseks piisavalt kokku kraapida. Appi tuli noorem õde Teresa: ta annetas talle säästetud kaasavara. Nende vahenditega sai Mendel veel mõnda aega ülikooli ettevalmistuskursustel õppida. Pärast seda kuivasid pere rahalised vahendid täielikult kokku.
Lahenduse pakkus välja matemaatikaprofessor Franz. Ta soovitas Mendelil liituda Brno augustiinlaste kloostriga. Sel ajal juhtis seda abt Cyril Napp, avarate vaadetega mees, kes julgustas teaduse poole püüdlema. Aastal 1843 astus Mendel sellesse kloostrisse ja sai nimeks Gregor (sündil anti talle nimi Johann). Läbi
Neljaks aastaks saatis klooster 25-aastase munga Mendeli keskkooli õpetajaks. Seejärel õppis ta aastatel 1851–1853 Viini ülikoolis loodusteadusi, eriti füüsikat, misjärel sai temast Brno reaalkooli füüsika ja loodusloo õpetaja.
Tema neliteist aastat kestnud õppetöö pälvis kõrgelt nii kooli juhtkonna kui ka õpilaste hinnangu. Viimaste mälestuste järgi peeti teda üheks nende lemmikõpetajaks. Oma elu viimased viisteist aastat oli Mendel kloostri abt.
Noorusest peale tundis Gregor huvi loodusloo vastu. Pigem amatöör kui elukutseline bioloog, katsetas Mendel pidevalt erinevate taimede ja mesilastega. 1856. aastal alustas ta oma klassikalist tööd hübridiseerimise ja herneste tegelaste pärilikkuse analüüsi kohta.
Mendel töötas tillukeses kloostriaias, alla kahe ja poolesaja hektari. Ta külvas herneid kaheksa aastat, manipuleerides selle taime kahe tosina sordiga, mis erinevad õievärvi ja seemnetüübi poolest. Ta tegi kümme tuhat katset. Oma töökuse ja kannatlikkusega hämmastas ta väga oma partnereid Winkelmeyerit ja Lilenthali, kes teda vajalikel juhtudel aitasid, aga ka aednik Mareshi, kes oli väga aldis jooma. Kui Mendel ja
andis oma abilistele selgitusi, tõenäoliselt ei saanud nad temast aru.
Tooma kloostris kulges elu aeglaselt. Gregor Mendel oli samuti rahulik. Püsiv, tähelepanelik ja väga kannatlik. Uurides ristamise tulemusena saadud taimede seemnete kuju, et mõista ainult ühe tunnuse (“sile - kortsus”) edasikandumise mustreid, analüüsis ta 7324 hernest. Ta uuris iga seemnet läbi suurendusklaasi, võrdles nende kuju ja tegi märkmeid.
Mendeli katsetega algas järjekordne ajaarvestus, mille peamiseks eristavaks tunnuseks oli taas Mendeli juurutatud hübridoloogiline analüüs vanemate individuaalsete omaduste pärilikkuse kohta järglastel. Raske on öelda, mis täpselt pani loodusteadlase abstraktse mõtlemise poole pöörduma, paljalt numbritelt ja arvukatelt katsetelt kõrvale juhtima. Aga just see võimaldas tagasihoidlikul kloostrikooli õpetajal näha uurimuse tervikpilti; näete seda alles pärast seda, kui peate vältimatute statistiliste erinevuste tõttu kümnendikke ja sajandikuid tähelepanuta jätma. Alles siis paljastasid teadlase poolt sõna otseses mõttes "sildistatud" alternatiivsed omadused tema jaoks midagi sensatsioonilist: teatud tüüpi ristamised erinevatel järglastel annavad suhte 3:1, 1:1 või 1:2:1.
Mendel pöördus oma eelkäijate teoste poole, et kinnitada tema meelest välganud oletust. Need, keda uurija autoriteetidena austas, jõudsid eri aegadel ja igaüks omal moel üldisele järeldusele: geenidel võivad olla domineerivad (supressiivsed) või retsessiivsed (surutud) omadused. Ja kui nii, järeldab Mendel, siis heterogeensete geenide kombinatsioon annab tegelaste samasuguse jagunemise, mida täheldatakse tema enda katsetes. Ja just nendes suhtarvudes, mis tema statistilise analüüsi abil arvutati. "Kontrollides kooskõla algebraga" toimuvate muutuste kohta tekkinud herneste põlvkondades, võttis teadlane kasutusele isegi tähetähised, märkides domineeriva oleku suure ja sama geeni retsessiivse oleku väikese tähega.
Mendel tõestas, et organismi iga omaduse määravad ära pärilikud tegurid, kalduvused (hiljem hakati neid nimetama geenideks), mis kanduvad edasi vanematelt sugurakkudega järglastele. Ristumise tulemusena võivad ilmneda uued pärilike tunnuste kombinatsioonid. Ja iga sellise kombinatsiooni esinemissagedust saab ennustada.
Kokkuvõttes näevad teadlase töö tulemused välja järgmised:
Kõik esimese põlvkonna hübriidtaimed on ühesugused ja neil on ühe vanema tunnusjoon;
Teise põlvkonna hübriidide hulgas esineb nii domineerivate kui ka retsessiivsete tunnustega taimi vahekorras 3:1;
Need kaks tunnust käituvad järglastel iseseisvalt ja esinevad kõigis võimalikes kombinatsioonides teises põlvkonnas;
On vaja eristada tunnuseid ja nende pärilikke kalduvusi (dominantsete tunnustega taimed võivad kanda varjatud omadusi
retsessiivsed tegemised);
Isas- ja naissugurakkude kombinatsioon on nende sugurakkude omaduste suhtes juhuslik.
Veebruaris ja märtsis 1865 teatas provintsi teadusringkonna, nimega Bru linna Looduseuurijate Selts, koosolekutel kahes ettekandes üks selle lihtliikmetest Gregor Mendel oma 1863. aastal lõpetatud aastatepikkuse uurimistöö tulemustest. .
Vaatamata asjaolule, et ringi liikmed võtsid tema aruanded üsna külmalt vastu, otsustas ta oma töö avaldada. See avaldati 1866. aastal seltsi teostes pealkirjaga "Katsed taimehübriididel".
Kaasaegsed ei mõistnud Mendelit ega hinnanud tema loomingut. Paljude teadlaste jaoks ei tähendaks Mendeli järelduse ümberlükkamine midagi vähemat kui oma kontseptsiooni kinnitamine, mis väidab, et omandatud tunnust saab kromosoomiks "pigistada" ja muuta pärilikuks. Ükskõik kui auväärsed teadlased purustasid Brnost pärit tagasihoidliku kloostri abti "rahuliku" järelduse, tulid nad alandamiseks ja naeruvääristamiseks välja igasuguseid epiteete. Aga aeg otsustas omal moel.
Jah, Gregor Mendelit ei tunnustanud tema kaasaegsed. Skeem tundus neile liiga lihtne ja leidlik, millesse mahuvad pinge ja kriuksumiseta keerulised nähtused, mis inimkonna meelest moodustasid kõigutamatu evolutsioonipüramiidi aluse. Lisaks oli Mendeli kontseptsioonil ka haavatavusi. Nii tundus see vähemalt tema vastastele. Ja ka uurija ise, kuna ta ei suutnud nende kahtlusi hajutada. Üks tema ebaõnnestumiste "süüdlasi" oli
Kullitüdruk.
Müncheni ülikooli professor botaanik Karl von Naegeli soovitas Mendeli teost lugedes autoril katsetada seadusi, mille ta avastas kulli kohta. See väike taim oli Naegeli lemmikteema. Ja Mendel nõustus. Ta kulutas uutele katsetele palju energiat. Hawkweed on kunstlikuks ristumiseks äärmiselt ebamugav taim. Väga väike. Ma pidin oma nägemist pingutama, kuid see hakkas üha enam halvenema. Kulli ristumisest saadud järglased ei täitnud seadust, nagu ta arvas, et see oleks kõigile õige. Alles aastaid hiljem, pärast seda, kui bioloogid tuvastasid kullnokka muu, mittesugulise paljunemise fakti, eemaldati Mendeli peamise oponendi, professor Naegeli vastuväited päevakorrast. Aga Mendel ega Nägeli ise, paraku, polnud enam elus.
Nõukogude suurim geneetik, akadeemik B. L., rääkis Mendeli loomingu saatusest väga piltlikult. Astaurov, N. I. nimelise üleliidulise geneetika ja aretajate ühingu esimene president. Vavilova: "Mendeli klassikalise teose saatus on perversne ja draamata. Kuigi ta avastas, demonstreeris selgelt ja suuresti mõistis väga üldiseid pärilikkuse mustreid, ei olnud tollane bioloogia veel küpsenud, et mõista nende põhiolemust. Mendel ise nägi hämmastava läbinägelikkusega ette herneste avastatud mustrite üldist kehtivust ja sai tõendeid nende rakendatavuse kohta ka mõne teise taime puhul (kolme tüüpi oad, kahte tüüpi oad, mais ja ööilu). Tema visad ja tüütud katsed rakendada avastatud mustreid paljude kullirohu sortide ja liikide ristamisel ei vastanud aga ootustele ja kannatasid täieliku fiasko. Nii õnnelik kui esimese objekti (herneste) valik oli, sama ebaõnnestus ka teine. Alles palju hiljem, juba meie sajandil, sai selgeks, et kulli omapärased tunnuste pärimise mustrid on erand, mis ainult kinnitab reeglit. Mendeli ajal ei osanud keegi kahtlustada, et ta kullrohu sortide ristumisi tegelikult ei toimunud, kuna see taim paljuneb tolmeldamata ja viljastamata, neitsilikul viisil, nn apogaamia kaudu. Pinglike ja intensiivsete katsete ebaõnnestumine, mis põhjustas peaaegu täieliku nägemise kaotuse, Mendelile langenud koormavad prelaadi kohustused ja tema edenevad aastad sundisid teda oma lemmikuuringud katkestama.
Möödus veel mõni aasta ja Gregor Mendel suri, aimamata, millised kired tema nime ümber möllavad ja millise hiilgusega see lõpuks kaetakse. Jah, kuulsus ja au saabub Mendelile pärast tema surma. Ta lahkub elust ilma kulli saladust lahti harutamata, mis ei "mahtunud" seadustesse, mille ta tuletas esimese põlvkonna hübriidide ühtluse ja järglaste omaduste lõhenemise kohta.
Mendelil oleks olnud palju lihtsam, kui ta oleks teadnud teise teadlase Adamsi töödest, kes oli selleks ajaks avaldanud teedrajava töö inimeste tunnuste pärimise kohta. Kuid Mendel ei olnud selle teosega tuttav. Kuid Adams sõnastas pärilike haigustega perede empiiriliste vaatluste põhjal tegelikult pärilike kalduvuste kontseptsiooni, märkides tunnuste domineerivat ja retsessiivset pärandumist inimestel. Aga botaanikud polnud arsti tööst kuulnud ja praktilist arstitööd oli tal ilmselt nii palju, et abstraktseteks mõteteks lihtsalt ei jätkunud aega. Üldiselt said geneetikud ühel või teisel viisil Adamsi tähelepanekutest teada alles siis, kui nad hakkasid tõsiselt uurima inimgeneetika ajalugu.
Ka Mendelil ei vedanud. Liiga vara teatas suur teadlane oma avastustest teadusmaailmale. Viimane polnud selleks veel valmis. Alles 1900. aastal, pärast Mendeli seaduste taasavastamist, hämmastas maailm teadlase eksperimendi loogika ilu ja arvutuste elegantset täpsust. Ja kuigi geen jäi jätkuvalt hüpoteetiliseks pärilikkuse ühikuks, hajusid lõpuks kahtlused selle olulisuses.
Mendel oli Charles Darwini kaasaegne. Kuid Brunni munga artikkel ei jäänud raamatu "Liikide päritolu" autorile silma. Võib vaid oletada, kuidas Darwin oleks Mendeli avastust hinnanud, kui ta oleks sellega tuttavaks saanud. Vahepeal näitas suur inglise loodusteadlane üles märkimisväärset huvi taimede hübridiseerimise vastu. Erinevaid snapdragoni vorme ristades kirjutas ta hübriidide lõhenemisest teises põlvkonnas: „Miks see nii on. Jumal teab..."
Mendel suri 6. jaanuaril 1884 kloostri abt, kus ta tegi hernestega katseid. Kaasaegsetele märkamatult Mendel siiski oma õigsuses ei kõigutanud. Ta ütles: "Minu aeg tuleb." Need sõnad on kirjutatud tema monumendile, mis on paigaldatud kloostriaia ette, kus ta katseid läbi viis.
Kuulus füüsik Erwin Schrödinger arvas, et Mendeli seaduste rakendamine võrdub kvantprintsiipide juurutamisega bioloogias.
Mendelismi revolutsiooniline roll bioloogias muutus üha ilmsemaks. Meie sajandi kolmekümnendate aastate alguseks sai geneetika ja Mendeli aluseks olevad seadused kaasaegse darvinismi tunnustatud vundamendiks. Mendelism sai teoreetiliseks aluseks uute kõrge saagikusega kultuurtaimede sortide, produktiivsemate loomatõugude ja kasulike mikroorganismide liikide väljatöötamisel. Mendelism andis tõuke meditsiinigeneetika arengule...
Brno äärelinnas asuvas augustiinlaste kloostris on praegu mälestustahvel ja esiaia kõrvale on püstitatud kaunis marmorist Mendeli monument. Endise kloostri ruumid, kust avaneb vaade eesaiale, kus Mendel oma katseid läbi viis, on nüüdseks muudetud temanimeliseks muuseumiks. Siia on kogutud käsikirjad (kahjuks mõned neist läksid sõja ajal kaduma), teadlase eluga seotud dokumendid, joonistused ja portreed, talle kuulunud raamatud, mille ääres on märkmed, mikroskoop ja muud tema kasutatud instrumendid. , samuti eri riikides ilmunud raamatud, mis on pühendatud talle ja tema avastusele.
Javascript on teie brauseris keelatud.Arvutuste tegemiseks peate lubama ActiveX-juhtelemendid!
Mendel oli munk ja tundis suurt rõõmu lähedal asuvas koolis matemaatika ja füüsika õpetamisest. Kuid ta ei läbinud õpetaja ametikoha riiklikku tunnistust. Nägin tema teadmistejanu ja väga kõrgeid intellektuaalseid võimeid. Ta saatis ta Viini ülikooli kõrgharidust omandama. Gregor Mendel õppis seal kaks aastat. Ta käis loodusainete ja matemaatika tundides. See aitas tal hiljem sõnastada pärimisseadused.
Rasked õppeaastad
Gregor Mendel oli saksa ja slaavi juurtega talupoegade pere teine laps. 1840. aastal lõpetas poiss gümnaasiumis kuus klassi ja juba järgmisel aastal astus ta filosoofiaklassi. Kuid neil aastatel pere majanduslik olukord halvenes ja 16-aastane Mendel pidi ise oma toidu eest hoolitsema. See oli väga raske. Seetõttu sai temast pärast õpingute lõpetamist filosoofiaklassides kloostris noviits.
Muide, nimi, mis talle sündides pandi, on Johann. Juba kloostris hakati teda kutsuma Gregoriks. Asjata ei astunud ta siia, sest sai eestkoste ja rahalise toetuse, mis võimaldas õpinguid jätkata. 1847. aastal pühitseti ta preestriks. Sel perioodil õppis ta teoloogiakoolis. Siin oli rikkalik raamatukogu, mis avaldas õppimisele positiivset mõju.
Munk ja õpetaja
Gregor, kes veel ei teadnud, et on tulevane geneetika rajaja, andis koolis tunde ja pärast tunnistuse läbikukkumist sattus ülikooli. Pärast kooli lõpetamist naasis Mendel Brunni linna ning jätkas loodusloo ja füüsika õpetamist. Ta üritas uuesti saada õpetaja kutsetunnistust, kuid ka teine katse ebaõnnestus.
Katsed hernestega
Miks peetakse Mendelit geneetika rajajaks? Alates 1856. aastast hakkas ta kloostriaias läbi viima ulatuslikke ja hoolikalt läbimõeldud katseid, mis olid seotud taimede ristumisega. Herne näitel tuvastas ta hübriidtaimede järglastel erinevate tunnuste pärandumise mustrid. Seitse aastat hiljem viidi katsed lõpule. Ja paar aastat hiljem, 1865. aastal, tegi ta Brunni Loodusuurijate Seltsi koosolekutel tehtud töö kohta ettekande. Aasta hiljem avaldati tema artikkel taimehübriididega tehtud katsetest. Tänu sellele asutati see iseseisva teadusliku distsipliinina. Tänu sellele on Mendel geneetika rajaja.
Kui varasemad teadlased ei suutnud kõike kokku panna ja põhimõtteid sõnastada, siis Gregoril see õnnestus. Ta lõi teaduslikud reeglid hübriidide, aga ka nende järglaste uurimiseks ja kirjeldamiseks. Tunnuste tähistamiseks töötati välja ja rakendati sümboolne süsteem. Mendel sõnastas kaks põhimõtet, mille alusel saab pärimise kohta ennustada.
Hiline äratundmine
Vaatamata tema artikli avaldamisele sai teos vaid ühe positiivse hinnangu. Saksa teadlane Naegeli, kes samuti uuris hübridisatsiooni, suhtus Mendeli töödesse positiivselt. Kuid ta kahtles ka selles, et seadused, mis ilmutati ainult herneste kohta, võivad olla universaalsed. Ta soovitas geneetika rajajal Mendelil korrata katseid teiste taimeliikidega. Gregor nõustus sellega lugupidavalt.
Ta üritas kulliga tehtud katseid korrata, kuid tulemused ei õnnestunud. Ja alles palju aastaid hiljem sai selgeks, miks see juhtus. Fakt oli see, et see taim toodab seemneid ilma seksuaalse paljunemiseta. Geneetika rajaja kehtestatud põhimõtetest oli ka teisi erandeid. Pärast Mendeli uurimistööd kinnitanud kuulsate botaanikute artiklite avaldamist alates 1900. aastast tunnustati tema tööd. Sel põhjusel peetakse 1900. aastat selle teaduse sünniaastaks.
Kõik, mis Mendel avastas, veenis teda, et seadused, mida ta herneste abil kirjeldas, on universaalsed. Oli vaja ainult teisi teadlasi selles veenda. Kuid ülesanne oli sama raske kui teaduslik avastus ise. Ja seda kõike sellepärast, et faktide teadmine ja nendest arusaamine on täiesti erinevad asjad. Geneetiku avastuse saatus ehk 35-aastane viivitus avastuse enda ja selle avaliku tunnustamise vahel ei ole üldse paradoksaalne. Teaduses on see täiesti normaalne. Sajand pärast Mendelit, kui geneetika juba õitses, tabas sama saatus ka McClintocki avastusi, mida ei tunnustatud 25 aastat.
Pärand
1868. aastal sai teadlane, geneetika rajaja Mendel, kloostri abt. Ta lõpetas peaaegu täielikult teaduse tegemise. Tema arhiivist leiti märkmeid keeleteaduse, mesinduse ja meteoroloogia kohta. Selle kloostri territooriumil asub praegu Gregor Mendeli nimeline muuseum. Tema auks on nimetatud ka spetsiaalne teadusajakiri.
(1822-1884) Austria loodusteadlane, pärilikkuse õpetuse rajaja
Gregor Johann Mendel sündis 22. juulil 1822 Hinchitsy külas tänapäeva Tšehhi Vabariigi territooriumil talupoja perekonnas. Tema isa sisendas temasse armastust aianduse vastu ja Johann säilitas selle armastuse kogu elu.
Tulevane teadlane kasvas üles targa ja uudishimuliku poisina. Algklassiõpetaja, märgates oma õpilase erakordseid võimeid, ütles isale sageli, et Johann peaks õpinguid jätkama.
Mendeli pere elas aga vaeselt ja seetõttu polnud lihtne Johanni abist keelduda. Lisaks õppis poiss, aidates isal majapidamist juhtida, varakult hoolitsema viljapuude ja taimede eest ning lisaks oli tal lilledest suurepärane arusaam. Ja ometi tahtis isa pojale haridust anda. Ja üheteistaastane Johann jätkas kodust lahkudes õpinguid, algul Lipniku koolis ja seejärel Opava gümnaasiumis. Kuid Mendelite perekonda näis järgnevat ebaõnn. Möödus neli aastat ja Johanni vanemad ei suutnud enam poja õppekulusid maksta. Ta oli sunnitud ise elatist teenima eratunde andes. Kuid Johann Mendel ei jätnud õpinguid pooleli. Tema 1840. aastal gümnaasiumi lõpus saadud lõputunnistus näitas “suurepärast” peaaegu kõigis ainetes. Mendel läheb õppima Olomouci ülikooli, mida ta lõpetada ei saanud, kuna perel polnud piisavalt raha mitte ainult poja hariduse eest tasumiseks, vaid ka elamiseks. Ja Mendel nõustub matemaatikaõpetaja ettepanekuga saada Brno linna kloostri mungaks.
1843. aastal sai Mendel mungaks ja sai Brno augustiinlaste kloostris uue nime – Gregor. Mungaks saanud Mendel vabanes lõpuks vajadusest ja pidevast murest leivatüki pärast. Lisaks oli noormehel võimalus õppida loodusteadusi. 1851. aastal kolis Mendel kloostri abti loal Viini ja asus ülikoolis õppima loodusteadusi, pühendades suurema osa ajast füüsikale ja matemaatikale. Kuid ta ei saanud ikkagi diplomit. Isegi kloostrisse sisenedes sai ta väikese maatüki, millel ta tegeles botaanika, selektsiooniga ja viis läbi oma kuulsad katsed hernesortide hübridiseerimisel. Mendel arendas välja mitu köögivilja- ja lillesordi, näiteks fuksia, mis oli tolleaegsete aednike seas laialt tuntud.
Ta viis läbi hernesortide ristamise katseid ajavahemikul 1856-1863. Need algasid enne Charles Darwini raamatu "Liikide päritolu" ilmumist ja lõppesid 4 aastat pärast selle avaldamist. Mendel uuris seda tööd hoolikalt.
Ta valis meelega, käsilolevast ülesandest täielikult aru saades, oma katsete objektiks herned. Seda isetolmlejana esindavad taimed esiteks mitmed puhta liiniga sordid; teiseks on lilled kaitstud võõra õietolmu tungimise eest, mis võimaldab paljunemisprotsesse rangelt kontrollida; kolmandaks on hernesortide ristamise tulemusel tekkinud hübriidid üsna viljakad ja see võimaldas jälgida tunnuste pärandumise kulgu mitme põlvkonna jooksul. Saavutades katsete maksimaalse selguse, valis Mendel analüüsiks seitse paari selgelt eristatavaid tunnuseid. Need erinevused olid järgmised: siledad ümarad või kortsus ja ebakorrapärase kujuga seemned, õie punane või valge värvus, kõrge või lühike taim, kaunade või pitsiliste terade kumer kuju jne.
Visaduse ja kohusetundlikkusega, mida paljud teadlased võivad kadestada, külvas Mendel kaheksa aastat herneid, hoolitses nende eest, kandis õietolmu õielt õiele ja, mis kõige tähtsam, luges pidevalt, kui palju punaseid ja valgeid, ümaraid ja piklikke, kollaseid õisi tekkis. ja rohelised herned.
Hübriidide uurimine paljastas väga kindla mustri. Selgus, et hübriidides esineb vastandliku tegelase paarist vaid üks, olenemata sellest, kas see omadus pärineb emalt või isalt. Mendel nimetab neid domineerivateks. Lisaks avastas ta omaduste vahepealsed ilmingud. Näiteks punaseõielise herne ristamisel valgeõieliste hernestega saadi roosade õitega hübriidid. Vahepealne ilming ei muuda aga lõhenemisseadustes midagi. Hübriidide järglasi uurides leidis Mendel, et koos domineerivate tunnustega ilmnesid mõnel taimel teise algse vanema tunnused, mis hübriidides ei kao, vaid lähevad varjatud olekusse. Ta nimetas selliseid tunnuseid retsessiivseteks. Idee pärilike omaduste retsessiivsusest ja termin "retsessiivsus" ise, samuti mõiste "dominantsus" on igaveseks geneetikasse sisenenud.
Olles iga tunnust eraldi uurinud, suutis teadlane täpselt välja arvutada, milline osa järglastest saab näiteks siledad seemned ja milline - kortsus, ning kehtestas iga tunnuse jaoks arvulise suhte. Ta tõi klassikalise näite matemaatika rollist bioloogias. Teadlase saadud arvuline suhe oli üsna ootamatu. Iga valgete õitega taime kohta tuli kolm punaste õitega taime. Samas ei mõjutanud näiteks lillede punane või valge värvus kuidagi vilja värvi, varre kõrgust jne. Iga tunnuse pärib taim teisest sõltumatult.
Järeldused, milleni Mendel jõudis, olid oma ajast palju ees. Ta ei teadnud, et pärilikkus on koondunud rakkude tuumadesse, õigemini rakkude kromosoomidesse. Sel ajal terminit "kromosoom" veel ei eksisteerinud. Ta ei teadnud, mis geen on. Lünkad pärilikkust puudutavates teadmistes ei takistanud aga teadlast neile hiilgavat selgitust andmast. 8. veebruaril 1865. aastal tegi teadlane Brnos Loodusuurijate Seltsi koosolekul ettekande taimede hübridisatsioonist. Aruanne võeti vastu hämmeldunud vaikusega. Kuulajad ei esitanud ainsatki küsimust, tundus, et nad ei saanud sellest targast matemaatikast midagi aru.
Vastavalt tollal kehtinud korrale saadeti Mendeli aruanne Viini, Rooma, Peterburi, Krakovi ja teistesse linnadesse. Keegi ei pööranud talle tähelepanu. Matemaatika ja botaanika segu läks vastuollu kõigi tol ajal valitsenud kontseptsioonidega. Muidugi mõistis Mendel, et tema avastus läks vastuollu teiste teadlaste vaadetega pärilikkuse kohta, mis tol ajal domineerisid. Kuid oli veel üks põhjus, mis lükkas tema avastuse tagaplaanile. Fakt on see, et nende aastate jooksul tegi Charles Darwini evolutsiooniteooria oma võiduka marssi ümber maailma. Ja teadlastel polnud aega hernejärglaste kapriiside ja Austria loodusteadlase pedantse algebra jaoks.
Mendel loobus peagi herneste uurimisest. Kuulus bioloog Nägeli soovitas tal kullilille taimega katsetada. Need katsed andsid kummalisi ja ootamatuid tulemusi. Mendel nägi asjata vaeva tillukeste kollakate ja punakate õite kallal. Ta ei suutnud herneste kohta saadud tulemusi kinnitada. Kulli kavalus seisnes selles, et tema seemnete areng toimus ilma viljastamiseta ja seda ei teadnud ei G. Mendel ega Nägeli.
Isegi herneste ja kullirohuga katsetamise kiirel perioodil ei unustanud ta oma kloostri- ja ilmalikke asju. Sellel alal premeeriti tema visadust ja visadust. 1868. aastal valiti Mendel kloostri kõrgele abti ametikohale, mida ta pidas oma elu lõpuni. Ja kuigi silmapaistev teadlane elas rasket elu, tõdes ta tänulikult, et selles oli palju rohkem rõõmsaid ja helgemaid hetki. Tema sõnul pakkus teaduslik töö, millega ta tegeles, talle suurt rahulolu. Ta oli veendunud, et lähitulevikus tunnustatakse seda kogu maailmas. Ja nii see aga juhtus pärast tema surma.
Gregor Johann Mendel suri 6. jaanuaril 1884. Nekroloogis ei olnud teadlase paljude tiitlite ja teenete hulgas mainitud tõsiasja, et ta oli pärilikkuse seaduse avastaja.
Mendel ei eksinud oma enne surma kuulutatud ennustuses. 16 aastat hiljem, 20. sajandi künnisel, oli kogu bioloogiateadus põnevil sõnumist Mendeli äsja avastatud seaduste kohta. 1900. aastal avastasid G. de Vries Hollandis, E. Cermak Austraalias ja Karl Correns Saksamaal iseseisvalt uuesti Mendeli seadused ja tunnustasid tema prioriteeti.
Nende seaduste taasavastamine põhjustas organismide pärilikkuse ja varieeruvuse teaduse – geneetika – kiire arengu.
Teema: “Geneetika. G. Mendel on geneetika rajaja. Geneetiline terminoloogia ja sümboolika."
Plaan.
Geneetika on pärilikkuse ja muutlikkuse teadus.
G. Mendel on geeniteaduse rajaja.
Kuidas Mendel töötas.
Geneetilised põhiterminid ja sümboolika.
Hübridoloogiline meetod pärilikkuse uurimiseks.
Mendeli avastuste tähtsus.
1.Geneetika on teadus, mis uurib pärilikkuse ja muutlikkuse seaduspärasusi .
Kahekümnes sajand algas bioloogia jaoks sensatsioonilise avastusega. Samal ajal teatasid kolm botaanikut - hollandlane Hugo de Vries, sakslane K. Correns ja austerlane K. Cermak, et 35 aastat tagasi avastas tundmatu tšehhi teadlane Gregor Johann Mendel (1822-1884) põhilised pärimise seadused. üksikud tegelased. Aastat 1900, Mendeli seaduste sekundaarse avastamise aastat, peetakse nüüd pärilikkusteaduse – geneetika – sünniaastaks.
2.G. Mendel - geeniteaduse rajaja .
Johann Mendel sündis 22. juulil 1822 Austrias Heisendorfis. Juba lapsena hakkas ta tundma huvi taimede ja keskkonna uurimise vastu.
Johann sündis teise lapsena saksa-slaavi segapäritolu ja keskmise sissetulekuga talupojaperre Anton ja Rosina Mendelile. 1840. aastal lõpetas Mendel Troppau (praegu Opava) gümnaasiumis kuus klassi ja järgmisel aastal astus Olmutzi (praegu Olomouc) ülikooli filosoofiaklassidesse. Pere majanduslik olukord aga halvenes nende aastatega ning alates 16. eluaastast pidi Mendel ise oma toidu eest hoolitsema. Suutmata sellist stressi pidevalt taluda, astus Mendel pärast filosoofiaklasside lõpetamist oktoobris 1843 algajana Brunni kloostrisse (kus sai uue nime Gregor). Seal leidis ta eestkoste ja rahalise toetuse edasiõppimiseks. Juba 1847. aastal sai temast preester.
Vaimuliku elu koosneb enamast kui lihtsalt palvetest. Mendelil õnnestus pühendada palju aega õppimisele ja teadusele. 1850. aastal otsustas ta sooritada eksamid, et saada õpetajaks, kuid kukkus läbi, saades bioloogias ja geoloogias D-märgi. Mendel veetis 1851-1853 Viini ülikoolis, kus õppis füüsikat, keemiat, zooloogiat, botaanikat ja matemaatikat. Brunni naastes hakkas isa Gregor koolis õpetama, kuigi ta ei sooritanud kunagi õpetajaks saamise eksamit. 1868. aastal sai abtiks Johann Mendel.
Mendel viis oma katsed, mis lõpuks viisid geneetikaseaduste sensatsioonilise avastamiseni, läbi oma väikeses koguduseaias alates 1856. aastast. Tuleb märkida, et püha isa keskkond aitas kaasa teaduslikule uurimistööle. Fakt on see, et mõnel tema sõbral oli loodusteaduste alal väga hea haridus. Nad käisid sageli erinevatel teadusseminaridel, millest võttis osa ka Mendel. Lisaks oli kloostris väga rikkalik raamatukogu, mille püsiv Mendel loomulikult oli. Teda inspireeris väga Darwini raamat "Liikide teke", kuid on kindlalt teada, et Mendeli katsed algasid juba ammu enne selle teose avaldamist.
8. veebruaril ja 8. märtsil 1865 esines Gregor (Johann) Mendel Loodusloo Seltsi koosolekutel Brünnis, kus ta rääkis oma ebatavalistest avastustest veel tundmatus valdkonnas (mida hiljem hakati nimetama geneetikaks). Gregor Mendel tegi katseid lihtsate hernestega, kuid hiljem laiendati katseobjektide valikut oluliselt. Selle tulemusena jõudis Mendel järeldusele, et konkreetse taime või looma erinevad omadused ei paista lihtsalt tühjast välja, vaid sõltuvad “vanematest”. Teave nende pärilike tunnuste kohta edastatakse geenide kaudu (Mendeli loodud termin, millest tuleneb termin "geneetika"). Juba 1866. aastal ilmus Mendeli raamat "Versuche uber Pflanzenhybriden" ("Katsed taimehübriididega"). Kaasaegsed ei hinnanud aga Brunni tagasihoidliku preestri avastuste revolutsioonilist olemust.
Koosolekul ei esitatud ühtegi küsimust ja artikkel ei saanud vastuseid. Mendel saatis artikli koopia kuulsale botaanikule ja autoriteetsele pärilikkuse probleemide spetsialistile K. Nägelile, kuid ka Nägeli ei osanud selle olulisust hinnata. Professor soovitas viisakalt järelduste tegemise edasi lükata ja praegu katsetada teiste taimedega, näiteks kullilillega. Ta ei kahelnud Mendeli kogemuse puhtuses. Ta külvas Mendeli saadetud seemned ja veendus tulemustes ka ise.
Kuid igal bioloogil on vaatluseks oma lemmikobjekt. Negeli jaoks oli see kull - üsna salakaval taim. Isegi siis kutsuti seda "botaaniku ristiks", sest võrreldes teiste taimedega oli selles olevate omaduste edasikandmise protsess ebatavaline. Ja Negeli kahtles Mendeli avastatud seaduste üldises bioloogilises tähenduses. Ta esitas Mendelile peaaegu võimatu ülesande: panna kullrohu hübriidid käituma täpselt nagu herned. Kui seda saab teha, usub ta autori järelduste paikapidavusesse.
Professor andis saatuslikku nõu. Nagu palju hiljem avastati, on kullidega katseid võimatu teha, kuna nad on võimelised mitteseksuaalselt paljunema. Katsed kullirohu ületamisel olid mõttetud. Kolm aastat kestnud katsed on seda näidanud. Mendel tegi katseid hiirte, maisi, fuksiaga – tulemus oli! Kuid ta ei suutnud seletada oma ebaõnnestumiste põhjust kulliga. Alles 20. sajandi alguses. Selgus, et on hulk taimi (kulllill, võilill), mis paljunevad aseksuaalselt (partenogenees) ja samas moodustavad seemneid. Hawkweed osutus taimeks - erand üldreeglist.
Ja Mendel, olles Nägeli nõuannete järgi läbi viinud täiendava katseseeria, kahtles tema järeldustes ega pöördunud enam nende juurde tagasi. Pärast ebaõnnestunud katseid saada sarnaseid tulemusi teiste taimede ristamisel, lõpetas Mendel oma katsed ning tegeles elu lõpuni mesinduse, aianduse ja meteoroloogiliste vaatlustega.
1868. aasta alguses suri prelaat Napp. Avanes väga kõrge valikaine vaba koht, mis lubas õnnelikule väljavalitule prelaadi auastme, tohutut kaalu ühiskonnas ja 5 tuhande floriini suurust aastapalka. Kloostri kapiit valis sellele ametikohale Gregor Mendeli. Tava ja seaduse järgi on Toomase kloostri abtil automaatselt oluline koht provintsi ja kogu impeeriumi poliitilises ja finantselus.
Oma kloostri algusaastatel laiendas Mendel kloostri aeda. Sinna ehitati tema kavandi järgi kivist mesilamaja, kus lisaks kohalikele tõugudele elasid Küprose, Egiptuse ja isegi “mitte-nõelavad” Ameerika mesilased. Katsed kullrohuga ei andnud soovitud tulemusi ja teda hakkasid huvitama mesilaste ristamise probleemid. Ta püüdis hankida hübriidmesilasi, kuid ta ei teadnud – nagu kõik teised tol ajal –, et mesilasema paaritub paljude droonidega ja talletab spermat mitu kuud, mille jooksul ta päevast päeva muneb. Teadlased ei saa teha mesilaste ristamise katset üle poole sajandi... Alles 1914. aastal saadakse esimesed mesilaste hübriidid, mille peal kinnitatakse ka Mendeli avastatud seadused.
Meteoroloogiast sai Mendeli järgmine teaduslik hobi. Tema meteoroloogiatöödes oli kõik lihtne ja selge: temperatuur, atmosfäärirõhk, tabelid, temperatuurikõikumiste graafikud. Ta esineb Loodusloo Seltsi koosolekutel. Ta uurib tornaadot, mis 13. oktoobril 1870 Brunni äärelinnas pühkis.
Kuid aastad võtavad vääramatult oma... Veel 1883. aasta suvel diagnoositi prelaat Mendelil neerupõletik, südamenõrkus, vesitõbi... - ja määrati täielik puhkus.
Ta ei saanud enam aeda oma mattioolide, fuksiate ja kullirohtudega tööd tegema minna... Katsed mesilaste ja hiirtega jäid minevikku. Haige abtissi viimane hobi on keelenähtuste uurimine matemaatiliste meetodite abil. Kloostri arhiivist leiti paberilehti perekonnanimede veergudega, mis lõppesid “mann”, “bauer”, “mayer” koos mõningate murdude ja arvutustega. Püüdes avastada perekonnanimede päritolu formaalseid seaduspärasusi, teeb Mendel keerulisi arvutusi, milles ta võtab arvesse saksa keele vokaalide ja kaashäälikute arvu, vaadeldavate sõnade koguarvu, perekonnanimede arvu jne. Ta oli iseendale truu ja lähenes keelenähtuste analüüsile täppisteaduse inimesena. Ja ta tõi keeleteadusesse statistilis-tõenäosusliku analüüsimeetodi. XIX sajandi 90ndatel. vaid kõige julgemad keeleteadlased ja bioloogid deklareerisid sellise meetodi teostatavust. Kaasaegsed filoloogid hakkasid selle töö vastu huvi tundma alles 1968. aastal.
3.Kuidas G. Mendel töötas
G. Mendel viis oma katsed läbi herneste abil. Eksperimentide objekti valik õnnestus:
Varre kõrgus;
Seemne kuju;
Seemnete värvimine;
Vilja kuju;
puuviljade värvimine;
Lillede seadmine;
Kroonlehtede värvimine.
Bo aegadel, mil G. Mendel elas, oli juba palju hernesorte, mis erinesid üksteisest mitmeti.
Hernetaime on lihtne kasvatada.
Taim on isetolmlev (st kui õietolm satub sama lille häbimärgile ja selline lill paljuneb puhtalt, ilma keskkonnategurite mõjuta).
Seda taime saab kunstlikult tolmeldada, mida G. Mendel ka tegi. (Selleks kandis ta ühe hernesordi tolmuka õietolmu pintsliga teise hernesordi stigma peale. Seejärel pani kunsttolmlenud õitele väikesed mütsid, et võõras õietolm kogemata sinna ei satuks).
G. Mendel töötas vaid vähese hulga märkidega, need olid:
G. Mendel töötas oma katsetega 2–3 aastat ja kasutas alati kontrolltaimi ning pidas ka täpset kvantitatiivset arvestust järglaste kohta, mida oli tema katsetes alati palju.
Harjutus: nimetada olemasolevatele omadustele alternatiivseid omadusi.
Lühikest kasvu – pikkValged õied - roosad
Siledad seemned - kortsus
Loomadele
Sile vill - pulstunud
Tume värv - hele
Mehe jaoks
Pruunid silmad - sinised
Tumedad juuksed - blondid
Sirged juuksed - lokkis jne.
4.Geneetiline sümboolika.
G. Mendeli väljapakutud, kasutatud ristamistulemuste fikseerimiseks: P - vanemad; F - järglased, tähe all või vahetult pärast seda olev number näitab põlvkonna seerianumbrit (F1 - esimese põlvkonna hübriidid - vanemate otsesed järglased, F2 - teise põlvkonna hübriidid - tekivad F1 hübriidide omavahelisel ristumisel); × - ületamise ikoon; G - meessoost; E - naine; A on domineeriv geen ja a on retsessiivne geen; AA on homosügoot dominandi jaoks, aa on homosügoot retsessiivse jaoks, Aa on heterosügoot.
Hübridoloogiline meetod. Peamist meetodit, mille G. Mendel välja töötas ja oma katsete aluseks kasutas, nimetatakse hübridoloogiliseks – ristumise süsteemiks, mis võimaldab jälgida tunnuste pärandumise mustreid mitme põlvkonna jooksul. Järeltulijate põlvkondi nimetatakse "hübriidseks" F (ladina "filie" - lapsed). Meetodi eripära:
1) vanemate sihipärane valik - P (ladina sõnast "parenta")
2) puhtad liinid, s.o taimed, mille järglastel ei esinenud uuritava tunnuse mitmekesisust (ainult kollane või ainult roheline)
3) kas-või tüüpi alternatiivsed märgid (kollane või roheline)
4) hübriidide tunnuste pärilikkuse range kvantitatiivne arvestus;
3) järglaste individuaalne hindamine igalt vanemalt põlvkondade kaupa.
Sign - mis tahes struktuurne tunnus, mis tahes keha omadus. Tunnuse areng sõltub nii teiste geenide olemasolust kui ka keskkonnatingimustest, tunnuste kujunemine toimub indiviidide individuaalse arengu käigus. Seetõttu on igal indiviidil ainult talle iseloomulike omaduste kogum. Retsessiivne tunnus, mis ei ilmne 1 põlvkonnaga, allasurutud geen – (a). Domineeriv tunnus – domineeriv geen – (A)
Locus - geeni asukoht kromosoomis.
Alleelsed geenid - geenid, mis asuvad homoloogsete kromosoomide identsetes lookustes.
Geneetika - pärilikkuse ja muutlikkuse seaduste teadus.
Pärilikkus - organismide võime oma omadusi ühelt põlvkonnalt teisele edasi anda. Me ei päri omadusi, vaid geneetilist informatsiooni.
Gene – pärilikkuse elementaarne ühik, DNA osa, mis sisaldab teavet ühe valgu struktuuri kohta.
Genotüüp – organismi kõigi geenide summa, s.o. kõigi pärilike kalduvuste kogusumma. Pärilikkuse vastupidine omadus – varieeruvus – on organismide omadus omandada oma vanematega võrreldes uusi omadusi.
Fenotüüp - organismi omaduste ja omaduste kogum, mis on indiviidi genotüübi ja keskkonna koosmõju tulemus.
5. Mendeli avastuste tähendus .
Mida ta siis teaduse heaks tegi?
Taimede hübridiseerimise ja hübriidide järglaste tunnuste pärilikkuse uurimisega tegelesid eri riikides aastakümneid enne Mendelit nii aretajad kui ka botaanikud. Domineerimise, lõhenemise ja tegelaste kombineerimise fakte märgati ja kirjeldati eelkõige prantsuse botaaniku C. Nodini katsetes. Isegi Darwin, ristades õiestruktuuri poolest erinevaid snapdraakoni sorte, saavutas teises põlvkonnas vormide suhte, mis oli lähedaseks tuntud Mendeli lõhele 3:1, kuid nägi selles vaid „pärilikkuse jõudude kapriisset mängu. ” Katsetesse võetud taimeliikide ja -vormide mitmekesisus suurendas väidete arvu, kuid vähendas nende paikapidavust. Tähendus ehk "faktide hing" (Henri Poincaré väljend) jäi Mendelini ebamääraseks.
Täiesti erinevad tagajärjed järgnesid Mendeli seitsmeaastasele tööle, mis moodustab õigustatult geneetika aluse.
Esiteks
, lõi ta teaduslikud põhimõtted hübriidide ja nende järglaste kirjeldamiseks ja uurimiseks (milliseid vorme ristada, kuidas analüüsida esimeses ja teises põlvkonnas). Mendel töötas välja ja rakendas algebralise sümbolite ja tähemärkide süsteemi, mis kujutas endast olulist kontseptuaalset uuendust.
Teiseks
Gregor Mendel sõnastas kaks põhiprintsiipi ehk tunnuste põlvkondade kaupa pärimise seadust, mis võimaldavad ennustada.
Lõpuks
Mendel väljendas kaudselt ideed pärilike kalduvuste diskreetsusest ja binaarsusest: iga tunnust kontrollib ema ja isa kalduvuspaar (või geenid, nagu neid hiljem hakati nimetama), mis edastatakse hübriididele vanemate sugurakkude kaudu. ja ei kao kuhugi. Tegelaste olemused ei mõjuta üksteist, vaid lahknevad sugurakkude moodustumisel ja kombineeritakse seejärel vabalt järglasteks (tegelaste lõhenemise ja kombineerimise seadused). Kaldumiste sidumine, kromosoomide paaritumine, DNA kaksikheeliks – see on Mendeli ideedele tuginev 20. sajandi geneetika loogiline tagajärg ja peamine arengutee.
Tänapäeval on kindlaks tehtud, et eelsoodumusel alkoholismile või narkomaaniale võib olla ka geneetiline alus. Juba on avastatud seitse geeni, mille kahjustusi seostatakse sõltuvusega keemilistest ainetest. Alkoholismihaigete kudedest eraldati mutantne geen, mis põhjustab defekte aju naudingukeskuste toimimises võtmerolli mängiva dopamiini raku retseptorites. Dopamiini puudus või selle defektid retseptorid on otseselt seotud alkoholismi tekkega.
Tänapäeval on geenide põhjal võimalik inimest ära tunda verejälgede, nahahelveste jms järgi.
Praegu uuritakse intensiivselt inimese võimete ja annete sõltuvust tema geenidest.
Tuleviku uuringute põhiülesanne on tuvastada inimestevahelised erinevused geneetilisel tasandil. See võimaldab luua inimestest geeniportreesid ja tõhusamalt ravida haigusi, hinnata iga inimese võimeid ja võimeid ning hinnata konkreetse inimese kohanemisvõimet konkreetse keskkonnaolukorraga.
Tuleb mainida konkreetsete inimeste kohta geneetilise teabe levitamise ohtu. Mõned riigid on juba vastu võtnud seadused, mis keelavad sellise teabe levitamise.
