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孟德尔发现的遗传规律为什么被埋没35年? 精选

已有 17656 次阅读 2008-6-22 18:22 |个人分类:科学感想|系统分类:人物纪事|关键词:学者

 

格里戈·孟德尔(G. Mendel1822.7.20-1884.1.6)原名约翰·孟德尔,后在修道院任职期间取了一个教名叫“格里戈”。他出身于奥地利一个贫寒的农民家庭,从小爱劳动,念中学时就对自然科学发生兴趣。1843年孟德尔成为布隆的奥古斯丁教派的圣托马斯修道院教士,1847年在该修道院担任神父,有一段时间任主教职务。孟德尔经过学习后,担任策奈姆初级中学校长,并在该校任教,但他没有能通过维也纳大学的教师资格考试。后来他转而学习科学:从1851年到1858年在维也纳大学上课,听弗朗士·翁格的植物生理学课、安德烈斯·冯·埃丁豪森的数学物理学课,及克里斯坦·杜普勒开设的实验物理学课。这些人都对孟德尔有很深的影响。他回到布隆后,于1854年在德国技术学校获得讲授物理学和自然科学的职位。他担任这个职位长达14岁,在此期间他仍留在修道院里。1855年他第二次参加教师资格考式,仍旧名落孙山。可是,有档案表明他并非没有通过第二次考试,而是因为他在考试期间生病,不得不撤回了他的申请。就在此期间,他所从事的一些试验,导致以他名字命名的定律。1868年他当选为那个修道院的院长,因过多的行政责任使他难以继续他的科学研究,他很快就不得不全部放弃这方面工作。188416日死于肾炎,终年62[2]。另一版本说孟德尔26岁被授予神父职称,29岁到维也纳大学哲学系学习(非正式学员),二年的大学学习,打下了科学研究的基础。他当中等学校代理教员,从事教育工作达14年之久,教过数学、物理学、博物学等。46岁被选为修道院的终身院长[1, 3]

 


格里戈·孟德尔(G. Mendel1822.7.20-1884.1.6

他在当神父、当中学代理教员期间,.业余进行科学实验,自己钻研。他的科学兴趣是多方面的,对天文、气象、园艺、养蜂等都进行过研究。孟德尔从事了大量的研究工作,只发表了其中很少一部分:《植物杂交试验》(1865年,英译本1924年出版),《人工授粉得到的山柳菊属的杂种》(1970年),《18701013日的旋风》(1871年)。孟德尔最有名的科学实验是进行了8年的豌豆杂交工作。他对科学研究工作严肃认真,他自己在通信中说过:“从春到秋,天天都要全神贯注、小心翼翼地监视着试验”。他仔细检查了数以万计的豌豆植株,从七对相对性状连续各代的表现观察对比、统计分析,从大量的数据中揭示了两个重要的遗传规律[1, 3]

 

孟德尔在他的《植物杂交的试验》论文绪言中说:“直到现在,还没有圆满地阐述一个能普遍应用的、控制杂种的形成和发育的规律,……”“这个问题的重要性在关系有机类型的进化历史方面是难以估计的。”孟德尔为了研究这方面的问题,进行过许多植物、动物的杂交实验工作,如豌豆、菜豆、玉米、紫莱莉、水杨梅、山柳菊、毛蕊花、金鱼草、耧斗菜、鼠类、主旨蜂等。其中以豌豆杂交实验最为有名[1, 3]

 




 

孟德尔做实验的后花园(1980年代摄)

孟德尔的《植物杂交的试验》论文,186528日和38日在布隆自然科学家协会上宣读,第二年在该会刊上发表。此后,默默无闻达35年之久,直到1900年才被三位植物学家(荷兰的德弗里斯、德国的科伦斯、奥地利的丘歇马克)各自重新发现,因此常把1900年看作遗传学作为一个独立学科而出现的一年[1, 3]

 

 


 

左:德国的科伦斯;中:荷兰的德弗里斯;右:奥地利的丘歇马克

 

是什么原因使这篇奠定现代遗传学基础的论文被埋没35年之久呢? 可能的原因很多,重要者如下:

 

1)孟德尔的理论超越了当时学者所能接受的水平。当时是融合遗传的观点占统治,认为父母双亲的遗传特性在子代中融合在一起,呈现中间类型,像一杯墨水和一杯清水混合在一起,以后的世代中也不会有明显的分离现象。而孟德尔的理论,认为遗传是由遗传因子决定的,控制各种性状的遗传因子在遗传中互不沾染,这是完全不同于融合遗传的一种颗粒性遗传的观点。另外,孟德尔用数学统计方法来分析实验结果,也超越了当时学者所能接受的水平。恩格斯曾谈到过当时的情况“数学的应用:……在生物学中等于零。”,孟德尔本人在给他朋友的信中也谈到这一点,他说:“我知道我所获得的实验结果是不容易同我们当代的科学知识相容的,既然如此,发表这样孤立的试验就是加倍危险的!”。看来,孟德尔对当时的情况是深有体会的。据记载,在他宣读.论文时,听众对其理论,既无发问者,也无讨论者,报告完了,听众散会后就漠然忘之了[1, 3]。据资料表明,同时代的植物学家凯尔纳·冯·马利劳、耐格里、霍夫曼和福克熟悉孟德尔的工作,俄国植物学家伊凡·菲奥多洛维奇·施马尔豪森甚至在他的学位论文脚注中提到了孟德尔的论文。科仑斯指出,孟德尔论文的表述方式在当时是全新的,这也可能使他的论文湮殁无闻[2]

 

2)孟德尔在宣读和发表论文时,只是一个神父、中等学校代理教员,不是知名的科学家,科学家们不重视这样的“小人物”,自然也不会去认真地分析和理解“小人物”提出的理论。论文宣读是在布隆小城布隆自然科学家协会,论文发表是在该会会刊,发表在这样小地方又是不重要的刊物上,自然容易被学者们忽视。据报导,刊登孟德尔论文的杂志,共寄出了115本,虽然有8本寄往柏林、6本寄往维也纳、4本寄往美国、2 本寄往英国,但也没有引起寄往单位的重视[1, 3]

 

3)当时的科学界,正热衷于达尔文的进化论。达尔文《物种起源》1859年出版后,学者们主要注意力在生物进化的问题。达尔文进化论很快传播到许多国家,引起各国学者的重视、赞赏和支持。虽然孟德尔的遗传理论与达尔文的进化论有深切关系,但当时学者还认识不到这一点。孟德尔1882年逝世时,人们也未把他看作是科学家,当地报纸《布隆日报》对孟德尔的颂词也只是把他当作一位自然科学的促进者,颂词是这样写的:“他的死使穷人失去了一位恩人,使人类失去了一位品质最高尚的人,一位热情的朋友,一位自然科学的促进者和一位模范的牧师……。” [1, 3]

 

 



达尔文

 

   为什么默默无闻三十多年、偏偏在 1900 年被重新发现呢? 这和1899年在英国伦敦召开的第一次遗传学国际会议(当时称为“植物杂交工作国际会议”)有密切关系。这次国际会议大大地激发了学者们进行植物杂交工作,所以第二年(1900年)三位植物学家各自独立地发现了孟德尔的论文。这三位学者多年的植物杂交工作,获得了与孟德尔35年前所发表的同样结果[1, 3]。德弗里斯根据《细胞内泛生论》所阐明的原理,揣测每一个遗传特性都有称为泛子的特殊颗粒,并极力主张物种性状可以分析成一个个独立的组成部分,而用于杂交试验。他们强调的是有关遗传理论和“突变理论”发展等方面的问题,他最后以大量实验资料证实了“突变理论”。科仑斯研究了玉米和豌豆的受精,当他计算分离出来的植株数目时,发现了规律性。丘歇马克是一位植物育种家,他做杂交试验是为了研究达尔文所描述的杂交授粉后可促使生长旺盛的例子,并进一步研究豌豆的种子直感的形成[2]

 

1900年孟德尔遗传定律的重新发现,标志着遗传学史上一个时代的终结:随着人类知识增加和产学实验方法的兴起,这个时代开始时所持的、绵亘二千五百多年之久的、关于生殖和遗传的种种臆测遐想,渐渐地被比较有坚实基础的、关于遗传本质的知识所替代。随着同时代细胞学的发展,尤其是鲍维里海胆卵双受精实验工作,人们将细胞学与杂种状态之间建立了某种联系。孟德尔规律可从性细胞形成期间染色体的行为来理解,两门学科的整合,引起了各种遗传学研究,在二十世纪初预示了经典遗传学时代的到来。二十世纪三十年代初三十年里的研究工作,巩固和改进了“染色体遗传理论”[2]

 

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参考文献

孟德尔. 吴仲贤译. 植物杂交的试验. 北京:科学出版社,1957

亨斯·斯多倍. 赵寿元译. 遗传学史­----从史前期到孟德尔定律的重新发现. 上海:上海科学技术出版社,1981

郭学聪. 遗传的三大基本规律. 北京:北师大出版社,1984

 

 

 

 



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