Gregor Mendel - oče genetike: biografija, poskusi in dejstva

Vsebina

• Gregor Mendel Življenjepis: Zgodnja leta
• Vpis na Filozofski inštitut
• Vstop v samostan sv. Tomaža
• Zgodnje življenje v samostanu St. Thomas
• Študij na dunajski univerzi
• Kje je delal Gregor Mendel?
• Prvi poskusi Gregorja Mendela
• Gregor Mendelovi poskusi z rastlinami graha
• Ronald Fisher vs. Gregor Mendel: Dejstva
• Ponovno zanimanje za odkritje Gregorja Mendela
• Mendeljevo pisanje in štipendija
• Zakoni Gregorja Mendela
• Nemendelska genetika
• Poznejše življenje Gregorja Mendela
• Gregor Mendel Quotes

Johann Mendel, pozneje znan kot Gregor Mendel, se je rodil 22. julija 1822 v Heinzendorfu bei Odrau, majhni vasici v delu Avstrijskega cesarstva, ki je danes znan kot Češka, ali v zadnjem času tudi Češka.

Mendel velja za očeta moderne genetike, vendar je bilo njegovo delo v veliki meri prezrto šele po smrti leta 1884.

Dodano ime Gregor je prevzel, ko se je leta 1843 pridružil samostanu, kjer je skrbel za meniške vrtove in izvajal svoje znane poskuse z rastlinami graha.

Gregor Mendel Življenjepis: Zgodnja leta

Johann Mendel se je rodil kmetom, Antonom in Rosine Mendel. Odraščal je na nemško govorečem podeželju s starši in dvema sestrama, Veroniko in Terezijo. Johann je obiskoval šolo za pripravo gimnazije, kjer je njegov duhovni obljub prepoznal lokalni duhovnik. Pri 11 letih so ga poslali v šolo v Troppau.

Ker je bil skromen, njegova družina ni mogla podpreti fanta, ko je odšel od doma. Mendel je moral poučiti druge učence, da se je podpiral. Ves čas šolanja je trpel zaradi napadov depresije in se občasno vračal domov, da bi okreval, vendar je na koncu diplomiral.

Mendel je nato vstopil v dvoletni program na Filozofskem inštitutu Univerze v Olmützu, imenovanem tudi Olomouc; ta program je bil potreben pred začetkom univerzitetnega študija.

Vpis na Filozofski inštitut

Stvari se pri Mendelu v Olomoucu kljub njegovi inteligenci in ljubezni do učenja niso tako dobro odrezale. Večje finančne težave je imel zaradi jezikovne ovire, s katero se je spopadal predvsem v češko govoreči regiji.

Spet je doživel hudo depresijo in se je moral vrniti domov, da si je opomogel.

Njegova mlajša sestra Theresia je brata spodbudila, naj konča šolanje, in mu celo ponudil, da mu pomaga pri stroških njegovega šolanja. Terezija je Johannu velikodušno podarila svoj del družinskega posestva, ki ga je nameravala uporabiti, v miro.

Leta kasneje je Mendel poplačala dolg tako, da ji je pomagala vzgojiti tri sinove. Dva sta postala zdravnika.

Vstop v samostan sv. Tomaža

Mladi Mendel je želel nadaljevati svoje izobraževanje, a si tega ni mogel privoščiti. Profesor ga je pozval, naj se pridruži samostanu opatije St. Thomas v Brünnu (Brno, Češka) in nadaljuje šolanje. Mendeljev radoveden in analitičen um ga je potegnil k študiju matematike in naravoslovja. Izbral je sv.Thomas zaradi slovesnega reda za progresivno razmišljanje, ki ga je navdihnila doba razsvetljenstva.

Samostan je deloval pod avgustovskim credo per scientiam ad sapientiam ("od znanja do modrosti") in se osredotočil na znanstveno poučevanje in raziskovanje. Ob vstopu v samostan kot novomašnik leta 1843 je njegovo ime postalo Gregor Johann Mendel.

Njegovo formalno šolanje in osebne izkušnje z odraščanjem na kmetiji so ga naredili v prid kmetijskim poslovanjem.

Zgodnje življenje v samostanu St. Thomas

Moravska katoliška cerkev se je skupaj z intelektualci in aristokrati v 19. stoletju zavedala pomena znanosti. Gregorja Mendla so pozvali, naj se nauči vseh vrst znanosti, vključno z gojenjem rastlin. V nasprotju s preostalim življenjem je Mendel užival v razkošju lepih jedilnic.

Samostan je bil znan po pouku gastronomije in kulinarike.

Gregor Mendel je poučeval na teološki šoli v Brünnu in leta 1847 je bil posvečen za duhovnika. V okviru svojih samostanskih dolžnosti je delal kot srednješolski učitelj znanosti. Vendar pa leta 1850 ni uspel z novim izpitom za potrjevanje učiteljev in so mu izpraševalci priporočili, da obiskuje fakulteto dve leti, preden ponovno opravi test.

Študij na dunajski univerzi

Med leti 1851-1853 je Gregor Mendel užival v študiju na dunajski univerzi pod vodstvom priznanih matematikov in fizikov Christiana Dopplerja in Andreasa von Ettinghausena. Mendel je poglobil svoje razumevanje rastlin pri sodelovanju z botanikom Franzem Ungerjem.

Mendlova disertacija je raziskala izvor kamnin, kar je bila takrat sporna tema.

Na dunajski univerzi se je Mendel naučil napredne raziskovalne tehnike in znanstvenih metodologij, ki jih je pozneje uporabil pri sistematičnem gojenju rastlin graha. Imenujejo ga očeta sodobne genetike, ker je določil osnove zakonov dedovanja in izračunal njihove statistične verjetnosti, veščino, ki jo je izkopal na UV-ju.

Mendel je bil eden prvih znanstvenikov, ki je matematiko vključil v področje biologije.

Kje je delal Gregor Mendel?

Gregor Mendel je nekaj let svoje kariere učil srednješolce v šolah v Brünnu in okoli njega, medtem ko je prebival v samostanu St. Thomas. Mladi menih je od svojega nadrejenega dobil dovoljenje za izvajanje vzdolžne študije hibridizacije rastlin v prostem času. Mendelu je bilo dovoljeno izvajati poskuse v lastnem laboratoriju, ki je bil v bistvu samostanski rastlinjak in vrtna parcela s 5 ari.

Pozneje v življenju je Mendel postal opat samostana St. Thomas, kjer je živel in delal do konca svojih dni na Zemlji.

Prvi poskusi Gregorja Mendela

Mendeljev prvi genetski eksperiment se je začel z mišmi, nato pa je prešel na vrtni grah (rod Pisum). Mendeljevo delo z mišami se je ustavilo, ko je škof izvedel, da Mendel v majhnih bivalnih prostorih goji miši v kletkah. Če bi se Mendel zatekel k križanju čisto plemenskih črno-belih miši, bi naredil zanimivo odkritje, povezano s kodominantnostjo in nepopolno prevlado.

Mendeljeva genetika - utemeljen z opazovanjem podedovanih lastnosti vrtnega graha - bi v prvi generaciji napačno napovedali vse črne miši, ne sive miši (F₁).

Mendel je začel načrtovati programe eksperimentalne hibridizacije graha v samostanu leta 1854. Njegovo delo je pozdravil opat Cyril Knapp, ki je menil, da je proučevanje lastnosti, ki so pomembne za mednarodno trgovino, ogrožalo samostanske finance. Menihi so vzgajali ovce in so bili zaskrbljeni zaradi uvoza avstralske volne, kar je posegalo v njihovo stopnjo dobička iz merino volne.

Mendel se je namesto ovc odločil za raziskovanje vrtnih sort graha, ker je grah enostaven za gojenje in je v različnih sortah, opraševanje pa je mogoče nadzorovati.

Gregor Mendelovi poskusi z rastlinami graha

Med letoma 1854 in 1856 je Mendel gojil in preizkušal 28.000 do 29.000 rastlin graha. Pri analizi prenosa opaznih lastnosti je uporabil statistične modele verjetnosti. Njegova izčrpna študija je vključevala teste 34 sort vrtnega graha za konsistenco lastnosti več generacij.

Mendeljeva metodologija je obsegala križanje sort čistokrvnih (pravih plemenskih) rastlin graha in posaditev semen, da bi izvedeli, kako se lastnosti podedujejo v prvi generaciji (F₁). Mendel je zabeležil višino stebel, barvo cvetov, položaj rože na steblu, obliko semena, obliko podočnjaka, barvo semena in barvo podočnjaka. Opozoril je, da so podedovani "dejavniki" (ki jih danes prepoznavamo kot alele in gene) za nekatere lastnosti prevladujoči ali recesivni.

Kadar semena iz navzkrižno oprašenega F₁ rastline so rasle, v naslednji generaciji so ustvarile razmerje med tri in ena prevladujočih in recesivnih lastnosti (F₂).

Mendeljeve ugotovitve niso bile skladne z idejami tistega časa, vključno s tistimi slavnega evolucijskega biologa Charles Darwin. Kot večina znanstvenikov iz 19. stoletja je tudi Darwin mislil lastnosti mešanice, kot je rdeča roža, oprašena z belim cvetjem, ki ustvarja rožnate cvetove. Čeprav je Darwin opozoril na razmerje med dvema in prevladujočimi in recesivnimi lastnostmi v snapdragonih, ni razumel pomena.

Ronald Fisher vs. Gregor Mendel: Dejstva

Statistik Ronald Fisher je menil, da so Mendeljevi podatki in statistični izračuni preveč popolni, da bi jih bilo mogoče verjeti. Drugi znanstveniki so skočili v prepir, ki trdi, da so raziskovalne napake, skupaj z Mendelovimi zavestnimi ali nezavednimi pristranskostmi, izkrivile rezultate. Na primer, presojanje fenotipov, na primer, ali je grah okrogel ali naguban, vključuje subjektivnost.

Vendar so zagovorniki Mendlove zapuščine ponavljali poskuse, izvedli lastne izračune statistične verjetnosti in ugotovili, da so Mendeljeve ugotovitve veljavne.

Ponovno zanimanje za odkritje Gregorja Mendela

V 1900-ih se je Mendel posmrtno dvignil iz nejasnosti v slavo kdaj Carl Correns, Hugo de Vries in Erich Tschermak neodvisno objavljene ugotovitve raziskav, ki so skladne z Mendlovimi rezultati.

V kolikšni meri je kdo od znanstvenikov bil seznanjen z Mendeljevimi prejšnjimi poskusi hibridizacije je sporen. Študije so potrdile Mendeljevo odkrivanje prevladujočih in recesivnih lastnosti.

Mendeljevo pisanje in štipendija

Poleg tega, da je bil duhovnik, učitelj, vrtnar in raziskovalec, je bil Mendel znanstveni pisatelj in predavatelj. Objavil je prispevke, v katerih opisuje poškodbe pridelka zaradi žuželk.

Mendel je o svojem delu predaval tudi na dveh sestankih Naravoslovnega društva Brünn na Moravskem leta 1865. Svoje delo »Eksperimenti v hibridizaciji rastlin« je objavil leta 1866 v Zbornik Prirodoslovnega društva Brünn.

Zakoni Gregorja Mendela

Mendeljeve raziskave na zelenjavnem vrtu so pripeljale do Mendeljeve teorije dednosti in dveh glavnih ugotovitev: zakon segregacije in zakon o neodvisnem izboru.

Po navedbah zakon segregacije, par dednih "dejavnikov" (alelov) za določeno lastnost se loči, ko se tvorijo haploidna jajčeca in semenčice. Oplojeno jajce ima po dve izvodi vsakega alela; en izvod je podedoval od matere in en izvod od očeta.

The zakon o neodvisnem izboru navaja, da je segregacija alelnega para na splošno neodvisna od delovanja drugih genov, razen povezanih genov.

Mendeljevi vpogledi v zakone dedovanja so sprva imeli malo vpliva in so jih v naslednjih 35 letih citirali približno trikrat. Mendel je umrl, preden so ga razumeli njegovi prispevki k genetiki.

Odkritje molekule deoksiribonukleinske kisline (London) na Kings College v Londonu je privedlo do napredka na področju genetike, medicine in biotehnologije. Genetiki so končno lahko prepoznali nejasno razumljene dedne "dejavnike", ki jih je sklepal Mendel.

Nemendelska genetika

Načela genetike Gregorja Mendelsa veljajo za lastnosti, ki jih nadzira prevladujoči ali recesivni gen. V primeru rastlin graha je vsako od preiskovanih lastnosti, kot je višina stebel, določil en gen z dvema potencialnima alelama.

Podedovani pari alelov so bili bodisi prevladujoči bodisi recesivni in ni bilo nobenega mešanja. Na primer, križanje visoke stebelne rastline s kratko rastlino ni povzročilo stebla rastline povprečne višine.

Nemendelska genetika razlaga bolj zapletene vzorce dedovanja. Codominance nastane, ko oba alela izvajata svoj vpliv. Nepopolna prevlada se zgodi, ko je prevladujoča lastnost rahlo utišana, kot je roza namesto rdečega barvanja. Za določeno lastnost je morda možnih več vrst alelov.

Poznejše življenje Gregorja Mendela

Leta 1868 je Mendel napredoval k opatu in prevzel upravo samostana. Po tej točki se je osredotočil na te naloge in ni nadaljeval eksperimentiranja. Pridobljeni podatki so sedeli na polici, njegove ročno napisane zapiske pa je požgal njegov predhodnik.

Mendel je umrl zaradi svetle bolezni, znane tudi kot nefritis, 6. januarja 1884. Spomnil se ga je kot katoliškega duhovnika s strastjo do vrtnarjenja. Tudi tisti, ki so občudovali njegov intelekt in znanstveno strogost, se niso zavedali, da bo njihov prijatelj in kolega v daljni prihodnosti postal legendaren.

Gregor Mendel Quotes

Mendeljeve poskuse je motivirala njegova ljubezen do znanosti. Nihče drug kot Mendel ni imel pomisleka, da je njegovo delo prelomno. Kljub težavam z depresijo je Mendel ostal optimističen, da bodo njegovi prispevki k znanosti nekega dne prepoznani. Pogosto je s prijatelji delil takšne misli:

"Moje znanstvene študije so mi prinesle veliko zadovoljstvo in prepričan sem, da ne bo minilo veliko časa, preden bo ves svet priznal rezultate mojega dela."

"Čeprav sem v svojem življenjskem času doživel nekaj temnih ur, sem hvaležen, da so lepe ure daleč odtehtale temne."