Австрійський священик і ботанік Грегор Йоган Мендель заклав основи такої науки, як генетика. Він математично вивів закони генетики, які називаються зараз його ім'ям.

Йоган Мендель народився 22 липня 1822 року в Хайзендорфі, Австрія. Ще в дитинстві він почав виявляти інтерес до вивчення рослин та довкілля. Після двох років навчання в Інституті Філософії в Ольмютці Мендель вирішив піти до монастиря у Брюнні. Це сталося 1843 року. При обряді постригу в ченці йому дали ім'я Грегор. Вже 1847 року він став священиком.

Життя священнослужителя складається не лише з молитов. Мендель встигав багато часу присвячувати навчанню та науці. У 1850 році він вирішив скласти іспити на диплом вчителя, проте провалився, отримавши "два" з біології та геології. 1851-1853 роки Мендель провів в Університеті Відня, де вивчав фізику, хімію, зоологію, ботаніку та математику. Після повернення в Брюнн отець Грегор почав таки викладати в школі, хоча так ніколи і не склав іспит на диплом вчителя. У 1868 році Йоган Мендель став абатом.

Свої експерименти, які, зрештою, призвели до сенсаційного відкриття законів генетики, Мендель проводив у своєму маленькому парафіяльному саду з 1856 року. Слід зазначити, що оточення святого отця сприяло науковим дослідженням. Справа в тому, що деякі його друзі мали дуже хороша освітау сфері природознавства. Вони часто відвідували різні наукові семінари, у яких брав участь і Мендель. Крім того, монастир мав дуже багату бібліотеку, завсідником якої був, звісно, ​​Мендель. Його дуже надихнула книга Дарвіна "Походження видів", але достеменно відомо, що досліди Менделя почалися задовго до публікації цієї роботи.

8 лютого і 8 березня 1865 року Грегор (Іоганн) Мендель виступав на засіданнях Товариства Природознавства в Брюнні, де розповів про свої незвичайні відкриття в невідомій поки області (яка пізніше називатиметься генетикою). Досліди Грегор Мендель ставив на простих горошинах, проте пізніше спектр об'єктів експерименту був значно розширений. У результаті Мендель дійшов висновку, що різні властивості конкретної рослини або тварини з'являються не просто з повітря, а залежать від батьків. Інформація про ці спадкові властивості передається через гени (термін, введений Менделем, від якого походить термін "генетика"). Вже 1866 року вийшла книга Менделя " Versuche uber Pflanzenhybriden " ( " Експерименти з рослинними гібридами " ). Проте сучасники не оцінили революційність відкриттів скромного священика із Брюнна.

Наукові дослідження Менделя не відволікали його від повсякденних обов'язків. 1868 року він став абатом, наставником цілого монастиря. На цій посаді він чудово обстоював інтереси церкви загалом і монастиря Брюнна, зокрема. Йому добре вдавалося уникати конфліктів з владою і уникати надмірного оподаткування. Його дуже любили парафіяни та учні, молоді ченці.

6 січня 1884 року отця Грегора (Іоганна Менделя) не стало. Він похований у рідному Брюнні. Слава як вченого прийшла до Менделя вже після смерті, коли подібні до його експериментів досліди в 1900 році були незалежно проведені трьома європейськими ботаніками, які дійшли аналогічних з Менделем результатів.

Грегор Мендель-вчитель чи чернець?

Доля Менделя після Богословського інституту вже влаштована. Висвячений на священика двадцятисемирічний канонік отримав чудову парафію в Старому Брюнні. Він уже цілий рік готується складати іспити на ступінь доктора богослов'я, коли у його житті відбуваються серйозні зміни. Георг Мендель вирішує досить різко змінити долю і відмовляється від несення релігійної служби. Він хотів би вивчати природу і заради цієї своєї пристрасті вирішує зайняти місце в гімназії Цнаймської, де до цього часу відкривається 7 клас. Він запитує місце "супплента-професора".

У Росії “професор”- звання суто університетське, а в Австрії та Німеччині так звали навіть наставника першокласників. Гімназичний суплент - це швидше, можна перекласти як "пересічний учитель", "помічник учителя". Це могла бути людина, яка чудово володіє предметом, але так як вона не мала диплома, приймали її на роботу швидше за тимчасово.

Зберігся і документ, який пояснює таке незвичайне рішення пастора Менделя. Цей офіційний лист єпископу графу Шафготчу від настоятеля монастиря Святого Томаша прелата Наппа. Ваше Милостиве Єпископське Преосвященство! Висока Імператорсько-Королівська Земельна Президія декретом від 28 вересня 1849 року за № Z 35338 вважав за благо призначити каноніка Грегора Менделя суплентом до Цнаймської гімназії. “... Цей канонік спосіб життя має богобоязливий, стриманістю і доброчесною поведінкою, його сану цілком відповідним, що поєднується з великою відданістю наук... До піклування ж про душі мирян він, однак, придатний трохи менше, бо варто йому опинитися біля одра хворого Як від виду страждань він буває, охоплюємо непереборним сум'яттям і сам від цього стає небезпечно хворим, що і спонукає мене скласти з нього обов'язки духовника”.

Отже, восени 1849 року канонік і супплент Мендель прибуває у Цнайм, щоб розпочати нових обов'язків. Мендель отримує на 40 відсотків менше від своїх колег, які мали дипломи. Він користується повагою своїх колег, його люблять учні. Однак викладає він у гімназії не предмети природничо циклу, а класичну літературу, стародавні мови та математику. Потрібен диплом. Це дозволить викладати ботаніку та фізику, мінералогію та природну історію. До диплому було 2 шляхи. Один - закінчити університет, інший шлях - більш короткий - здати у Відні перед спеціальною комісією імператорського міністерства культів та освіти іспити на право викладати такі предмети в таких класах.

Закони Менделя

Цитологічні засади законів Менделя базуються на:

Парності хромосом (парності генів, що зумовлюють можливість розвитку будь-якої ознаки)

Особливості мейозу (процесах, що відбуваються в мейозі, які забезпечують незалежну розбіжність хромосом з генами, що знаходяться на них, до різних плюсів клітини, а потім і в різні гамети)

Особливості процесу запліднення (випадкового комбінування хромосом, що несуть по одному гену з кожної алельної пари)

Науковий метод Менделя

Основні закономірності передачі спадкових ознак від батьків до нащадків було встановлено Г. Менделем у другій половині ХІХ ст. Він схрещував рослини гороху, різняться за окремими ознаками, і основі отриманих результатів обгрунтував ідею існування спадкових задатків, відповідальних прояв проявів. У своїх роботах Мендель застосував метод гібридологічного аналізу, що став універсальним у вивченні закономірностей успадкування ознак у рослин, тварин та людини.

На відміну від своїх попередників, які намагалися простежити успадкування багатьох ознак організму разом, Мендель досліджував це складне явище аналітично. Він спостерігав успадкування лише однієї пари або невеликої кількості альтернативних (взаємовиключних) пар ознак у сортів садового гороху, а саме: білі та червоні квітки; низьке та високе зростання; жовте і зелене, гладке і зморшкувате насіння гороху і т. п. Такі контрастні ознаки називаються алелями, а термін "аллель" і "ген" вживають як синоніми.

Для схрещувань Мендель використовував чисті лінії, тобто потомство однієї рослини, що самозапилюється, в якому зберігається подібна сукупність генів. Кожна з цих ліній не давала розщеплення ознак. Істотним у методиці гібридологічного аналізу було й те, що Мендель вперше точно підрахував кількість нащадків - гібридів з різними ознаками, тобто математично обробив отримані результати і ввів для запису різних варіантів схрещування прийняту в математиці символіку: А, В, С, D і т. д. Цими літерами він означав відповідні спадкові чинники.

У сучасній генетиці прийнято такі умовні позначенняпри схрещуванні: батьківські форми – Р; одержані від схрещування гібриди першого покоління - F1; гібриди другого покоління - F2, третього - F3 і т. д. Саме схрещування двох особин позначають знаком х (наприклад АА х aа).

З безлічі різноманітних ознак схрещуваних рослин гороху в першому досвіді Мендель враховував успадкування лише однієї пари: жовте та зелене насіння, червоне та білі квітки і т. д. Таке схрещування називається моногібридним. Якщо простежують успадкування двох пар ознак, наприклад, жовте гладке насіння гороху одного сорту і зелене зморшкувате іншого, то схрещування називають дигібридним. Якщо ж враховують три та більша кількістьпар ознак, що схрещування називають полігібридним.

Закономірності успадкування ознак

Алелі - позначають літерами латинського алфавіту, при цьому одні ознаки Мендель назвав домінуючими (переважаючими) і позначив їх великими літерами - А, В, С і т. д., інші - рецесивними (що поступаються, що пригнічуються), які позначив малими літерами- а, в, с і т. д. Оскільки кожна хромосома (носій алелів або генів) містить лише одну з двох алелів, а гомологічні хромосоми завжди парні (одна батьківська, інша материнська), у диплоїдних клітинах завжди є пара алелей: АА, аа, Аа, ВР, bb. Bb і т. д. Особини та їх клітини, що мають у своїх гомологічних хромосомах пару однакових алелів (АА або аа), називаються гомозиготними. Вони можуть утворювати лише один тип статевих клітин: або гамети з аллелю А, або гамети з аллелю а. Особи, у яких у гомологічних хромосомах їхніх клітин є і домінантний, і рецесивний гени Аа, називаються гетерозиготними; при дозріванні статевих клітин вони утворюють гамети двох типів: гамети з алелем А та гамети з алелем а. У гетерозиготних організмів домінантна аллель А, що проявляється фенотипно, знаходиться в одній хромосомі, а рецесивна аллель а, що пригнічується домінантом, - у відповідній ділянці (локусі) іншої гомологічної хромосоми. У разі гомозиготності кожна з пари алелей відбиває або домінантний (АА), або рецесивний (аа) стан генів, які в обох випадках виявлять свою дію. Поняття про домінантні та рецесивні спадкові фактори, вперше застосоване Менделем, міцно утвердилося в сучасній генетиці. Пізніше було введено поняття генотип та фенотип. Генотип - сукупність всіх генів, які є у цього організму. Фенотип - сукупність всіх ознак та властивостей організму, які виявляються у процесі індивідуального розвитку виданих умов. Поняття фенотип поширюється на будь-які ознаки організму: особливості зовнішньої будови, фізіологічних процесів, поведінки тощо. буд.

Який внесок у біологію, австрійського дослідника природи, вченого-ботаніка та релігійного діяча, ченця, основоположника вчення про спадковість, Ви дізнаєтеся з цієї статті.

Грегор Мендель відкриття

ХХ століття ознаменувалося сенсаційним відкриттям у галузі біології. Троє вчених-ботаніка Чермак, де Фріз і Корренс заявили, що 35 років тому якийсь чеський чернець і вчений Грегор Мендель, який був нікому невідомий, відкрив закони наслідування окремих ознак.

Варто зазначити, що Мендель народився у небагатій селянській родині садівника. Його батьки не мали коштів, щоб дати сину гідну освіту. Тому юнак закінчив лише гімназію та мріяв про університет.

Якось він пішов в абатство і прийняв чернечий сан. Він мав одну мету – знання. У монастирі була найбагатша бібліотека, і він отримав можливість навчатися в університеті. До того ж, Грегор захоплювався біологією, а біля його келії була грядка. І він задумав зробити досліди щодо схрещування рослин. Як піддослідний виступив горох. Для своїх дослідів чернець вибрав 7 пар сортів цієї культурної рослини. Кожна пара гороху мала свою відмінність. Наприклад, насіння першої пари мали гладку структуру, а друга зморшкувату; у одного стебло було не більше 60 см, а у другого досягало 2 м; забарвлення квітки в одного сорту було білим, а в іншої пари - пурпурової.

Перші три роки Мендель висівав вибрані сорти, щоб переконатися, що вони не мають домішок. Далі почалися досліди щодо схрещування. У ході експериментів він виявив, що одна з рослин є домінантною і її ознаки пригнічували особливості другої рослини. Цей процес Мендель назвав «рецесивним». Так було відкрито перший закон спадковості у біології. Наступного літа він схрестив отриманий червонокольорові гібриди з первинним сортом червонокольорового гороху. І яке було здивування, коли рослина зацвіла і квітки виявилися білого кольору. Це явище, прояв білого кольору через одне покоління, Мендель назвав «розщепленням ознак». Так був відкрито другий закон спадковості в біології.На жаль, його відкриття не мало жодного успіху. Лише через 140 років людство оцінило його експерименти в гідній біології.

Грегор Йоган Мендель. February 3rd, 2015

Народився Йоган Мендель (ім'я Грегор він отримав при постригу в чернецтво) в 1822 в маленькому селі Гинчице в моравській Сілезії. Майже все населення Сілезії складали німці. Батьки Менделя були також небагаті німецькі селяни. Початкову освітумайбутній учений отримав у сільській школі, де у класі було 80 дітей. Йоганн допомагав своєму батькові по господарству, але піти стопами своїх батьків не було його покликанням. Від природи чутливий і слабкий здоров'ям, він був одним із найкращих учнівв школі. І його віддали вчитися далі до школи ордену піаристів у Липнику над Бечивою, після якої він вступив до гімназії в Опаві.
У селі та у піаристів освіта була безкоштовною. А ось в Опаві йому вже потрібні були гроші. Декілька неврожайних років були руйнівними для його сім'ї, а в 1838 році сталося нещастя з батьком Йоганна, він отримав травми при роботі в лісі. І тут вперше виявилася нестійкість Менделя до стресів. Він був такий емоційний, що у складних життєвих ситуаціяхзахворював. У нього починалася депресія і невроз, при якому він непритомнів. Але перші труднощі, коли у 16 ​​років він залишився без підтримки сім'ї, вдалося подолати. Мендель почав займатися з менш успішними учнями, за що отримував трохи грошей на їжу.


У 1840 році Йоган Мендель вступив на філософський факультет оломоуцького університету. Небагато грошей йому посилала старша сестра, але їх не вистачало навіть на оренду житла. Мендель спробував знайти учнів, але в Оломоуці мало мало знайомих, а без рекомендації ніхто не хотів вчителя. Злидні та страх, що неможливо закінчити навчання, знову призвели до нервового зриву, і Мендель на рік поїхав у своє село відновлювати сили та нерви. Закінчити навчання в Оломоуці йому допомогла його молодша сестра, яка віддала йому своє посаг.
У 1843 році професор університету Оломоу Фрідріх Франц порекомендував Менделя абату августинського монастиря св.Фоми в Брно. Сам Йоган Мендель пізніше у своїй біографії написав, «що не було вже жодних сил, тому після закінчення філософського факультету він вирішив вступити до монастиря, який би його звільнив від турбот про хліб насущний. Обставини вплинули на вибір. Для людини бідної, але яка прагне знань, відхід у монастир давав можливість вчитися і далі, до того ж займатися самоосвітою і, звичайно, жити в християнських традиціях.


Мендель у верхньому ряду другий праворуч.
При постригу в ченці він отримав ім'я Грегор, а в 1847 році був висвячений на священика. Поруч із храмом Діви Марії, де Мендель служив, знаходиться лікарня св.Анни. Мендель мав там нести пастирське служіння. Через 3 місяці він захворів. При його чутливості постійно бачити хворих і страждаючих виявилося неможливо, він сам опинився на межі тяжкої нервової хвороби. Абат монастиря Ф.Напп вирішив дати Менделю іншу послух. Грегор Мендель зайнявся монастирським городом, паралельно навчаючись на теологічному факультеті та заодно прослухавши курс про вирощування фруктів та винограду.
У 1849 році Менделя відправили до Зноймо викладати в гімназії грецьку, латинську, німецьку та математику. Виявилося, що до педагогічної діяльностімає великий талант. І його відправили до університету у Відень, щоб він склав іспит і отримав диплом вчителя. Але іспит Грегор Мендель не склав. Завалив природознавство та фізику.
Абат не зневірився, вирішив допомогти своєму талановитому ченцю і відправив його за рахунок монастиря вчитися до віденського університету. Тут Мендель вперше зіткнувся з науковою роботою. Закінчивши університет, він знову спробував скласти іспит, щоб отримати диплом вчителя. І знову неуспішно. Він так розхвилювався, що зомлів. Але навіть без цього диплома його взяли викладати у Державному вищому політехнічному училищі у Брно, де він викладав успішно 14 років.

У цей час Мендель почав свої дослідження рослин і досліди з гібридизацією гороху. Він стояв біля заснування кількох наукових спільнот у Брно. Таких, як Моравскоселезьке суспільство природознавства, Товариство бджолярів та Метеорологічне суспільство. Тож не можна сказати, що він займався лише ботанікою. Кілька років він вів метеорологічні дослідження, вимірюючи тричі на день температуру повітря, напрям вітру, вологість та атмосферний тиск. Він був першим, хто описав появу торнадо.
Мендель завів у монастирі пасіку, вивчав бджіл, описав деякі їхні хвороби і навіть спробував вивести нові види, але неуспішно. А ось досліди з горохом призвели до відкриття генів та законів генетики. 1862 року Грегор Мендель представив у Природознавчому суспільстві свою роботу «Досліди з гібридизацією гороху», в яких пояснив принципи спадковості. Але робота була сприйнята науковим співтовариством. Дуже новими і неймовірними здавалися відкриття. Мендель відправляв свою роботу різним ученим, переписувався з професором кафедри гібридизації рослин мюнхенського університету Карлом Нагелем, але марно. Ніхто його закони всерйоз не сприймав. На кілька десятиліть вони були забуті. Тільки на початку 20-го століття його роботи привернули увагу вчених-ботаніків, які підтвердили відкриття генетичних законів Менделем.
У 1869 році Грегор Менделю довелося досліди з рослинами припинити, у нього неймовірно швидко став падати зір. Та й з'явився інший клопіт. У 1868 році помер абат Ф.Напп, і наступним абатом августинського монастиря був обраний Грегор Мендель. Довелося займатись ще проблемами монастиря. У 1872 році імператор Франц Йосип нагородив Грегора Менделя хрестом, який заснував імператор ордену за заслуги перед суспільством і церквою. Взагалі, незважаючи на те, що його робота з генетики не була сприйнята науковим товариством, Мендель мав величезний авторитет, як освічена, розумна і неймовірно порядна людина. Дійшло до того, що у 1881 році директором Іпотечного банку обрали августинського абата Менделя.

Земне життя Грегора Менделя обірвалося 1884 року. 6 січня він помер від легеневої інфекції. Ховати видатного вченого, коханого ченцями абата і просто доброї і порядної людини, здавалося, прийшло все місто. Похоронною месою у соборі старобрненського монастиря диригував Леош Яначек. А поховали Грегора Менделя так само, як ховають усіх августинських ченців: у спільній гробниці на центральному кладовищі Брненському.

У 1910 році на площі перед монастирем, що зараз носить ім'я Грегора Менделя, було встановлено пам'ятник роботи Теодора Харлемонта. Щоправда, після Другої світової війни пам'ятник прибрали за ворота монастиря, тоді не прийнято було нагадувати, що видатний учений, основоположник генетики був ченцем. Усім намагалися переконати, що віра в Бога і наука не сумісні. Грегор Мендель повністю ламає стереотипи, які у багатьох людей й досі.
Здавалося б, зараз можна повернути пам'ятник на місце, але чомусь мерія міста не поспішає це робити. «Це парадокс, - каже абат монастиря Лукаш Мартинець, - чим знаменитіша людина у світі, тим менша вона, начебто, цікава для міста, де вона жила. Коли, нарешті, суспільство почне поважати свою історію та людей, які залишили в ній важливий слід, тоді можна буде сказати, що воно духовно та культурно розвивається.»

На початку ХIХ століття, 1822 року, в Австрійській Моравії, у селі Ханцендорф, у селянській родині народився хлопчик. Він був другою дитиною у сім'ї. Під час народження його назвали Йоганном, прізвище батька бала Мендель.

Жилося нелегко, дитину не балували. З дитинства Йоганн звик до селянської праці та полюбив його, особливо садівництво та бджільництво. Як у пригоді йому навички, набуті в дитинстві.

Видатні здібності виявилися у хлопчика рано. Менделю було 11 років, коли його перевели із сільської школи до чотирикласного училища найближчого містечка. Він і там одразу проявив себе і вже через рік опинився у гімназії, у місті Опав.

Платити за навчання та утримувати сина батькам було важко. А тут ще обрушилося на сім'ю нещастя: батько тяжко постраждав – йому на груди впала колода. У 1840 році Йоганн закінчив гімназію і паралельно – школу кандидатів у вчителі. У 1840 році Мендель закінчив шість класів гімназії в Троппау (нині м. Опава) і наступного року вступив до філософських класів при університеті в м. Ольмюці (нині м. Оломоуц). Однак, матеріальне становище сім'ї в ці роки погіршилося, і з 16 років Мендель сам мав піклуватися про своє харчування. Не в силах постійно виносити подібну напругу, Мендель після філософських класів, у жовтні 1843, вступив послушником до Брюннського монастиря (де він отримав нове ім'я Грегор). Там він знайшов заступництво та фінансову підтримку для подальшого навчання. У 1847 Мендель був посвячений у сан священика. Одночасно з 1845 року він протягом 4 років навчався у Брюннській теологічній школі. Августинський монастир св. Хоми був центром наукового та культурного життя Моравії. Крім багатої бібліотеки, він мав колекцію мінералів, досвідчений садок та гербарій. Монастир патронував шкільну освіту у краї.

Незважаючи на труднощі, Мендель продовжує навчання. Тепер уже у філософських класах у місті Оломеуц. Тут вчать як філософії, а й математиці, фізиці – предметам, без яких Мендель, біолог у душі, не мислив подальшого життя. Біологія та математика! У наші дні це поєднання нерозривне, але в 19 столітті здавалося безглуздим. Саме Мендель був першим, хто продовжив у біології широку колію для математичних методів.

Він продовжує вчитися, але життя тяжке, і ось настають дні, коли, за власним визнанням Менделя, “далі переносити таку напругу не під силу”. І тоді його життя настає переломний момент: Мендель стає ченцем. Він не приховує причин, які штовхнули його на цей крок. В автобіографії пише: "Виявився вимушеним зайняти становище, що звільняє від турбот про їжу". Чи не так, відверто? І при цьому ні слова про релігію, бога. Непереборна тяга до науки, прагнення до знань, а зовсім не прихильність до релігійної доктрини привели Менделя до монастиря. Йому виповнився 21 рік. Ті, що постригалися в ченці на знак відчуження від світу, приймали нове ім'я. Йоганн став Грегором.

Був період, коли його зробили священиком. Зовсім недовгий період. Втішати стражденних, споряджати в останній шлях вмираючих. Не дуже це подобалося Менделю. І він робить все, щоб позбутися неприємних обов'язків.

Інша річ учительство. Будучи ченцем, Мендель із задоволенням вів заняття з фізики та математики у школі найближчого містечка Цнайм, проте не пройшов державний іспит на атестацію вчителя. Бачачи його пристрасть до знань та високі інтелектуальні здібності, настоятель монастиря послав його для продовження навчання у Віденський університет, де Мендель як вільний слухач провчився чотири семестри в період 1851-53, відвідуючи семінари та курси з математики та природничих наук, зокрема, курс відомого фізика К. Доплера. Хороша фізико-математична підготовка допомогла Менделю згодом при формулюванні законів наслідування. Повернувшись до Брюнна, Мендель продовжив вчительство (викладав фізику та природознавство в реальному училищі), проте друга спроба пройти атестацію вчителя знову виявилася невдалою.

Цікаво, що Мендель двічі складав іспит на звання вчителя і... двічі провалювався! Адже він був найосвіченішою людиною. Нема чого говорити про біологію, класиком якої Мендель незабаром став, він був високообдарований математик, дуже любив фізику і добре знав її.

Провали на іспитах не заважали його викладацькій діяльності. У міському училищі Брно Менделя-вчителі дуже цінували. І він викладав, не маючи диплома.

У житті Менделя були роки, коли він перетворювався на самітника. Але не перед іконами схиляв він коліна, а перед грядками з горохом. З 1856 Мендель почав проводити в монастирському садку (шириною 7 і довжиною 35 метрів) добре продумані великі досвіди з схрещування рослин (насамперед серед ретельно відібраних сортів гороху) і з'ясування закономірностей успадкування ознак у потомстві гібридів. У 1863 він закінчив експерименти і в 1865 на двох засіданнях Брюннського товариства дослідників природи доповів результати своєї роботи. З ранку до самого вечора працював він у маленькому монастирському садку. Тут з 1854 по 1863 рік Мендель провів свої класичні досліди, результати яких не застаріли до цього дня. Своїм науковими успіхами Г.Мендель завдячує також надзвичайно вдалим вибором об'єкта досліджень. Загалом у чотирьох поколіннях гороху він обстежив 20 тисяч нащадків.

Близько 10 років йшли досліди щодо схрещування гороху. Щовесни Мендель висаджував рослини на своїй ділянці. Доповідь “Досліди над рослинними гібридами”, яку було прочитано брюнським натуралістам у 1865 році, виявилася несподіванкою навіть для друзів.

Горох був зручний з різних міркувань. Нащадок цієї рослини має ряд чітко помітних ознак - зелений або жовтий колірсім'ядолей, гладке або, навпаки, зморшкувате насіння, здуті або перетягнуті боби, довга або коротка стеблова вісь суцвіття і так далі. Перехідних, половинчастих "змазаних" ознак був. Щоразу можна було впевнено говорити "так" чи "ні", "або - або", мати справу з альтернативою. А тому й заперечувати висновки Менделя, сумніватися у них не доводилося. І всі положення теорії Менделя вже ніким не були спростовані і за заслугами стали частиною золотого фонду науки.

У 1866 р. у працях суспільства вийшла його стаття "Досліди над рослинними гібридами", яка заклала основи генетики як самостійної науки. Це рідкісний історія знань випадок, коли одна стаття знаменує собою народження нової наукової дисципліни. Чому так прийнято вважати?

Роботи з гібридизації рослин та вивчення успадкування ознак у потомстві гібридів проводилися десятиліття до Менделя в різних країнахі селекціонерами, і ботаніками. Були помічені та описані факти домінування, розщеплення та комбінування ознак, особливо у дослідах французького ботаніка Ш. Нодена. Навіть Дарвін, схрещуючи різновиди левового зіва, відмінні за структурою квітки, отримав у другому поколінні співвідношення форм, близьке до відомого менделівського розщеплення 3:1, але побачив у цьому лише "примхливу гру сил спадковості". Різноманітність взятих у досліди видів та форм рослин збільшувала кількість висловлювань, але зменшувала їхню обґрунтованість. Сенс чи " душа фактів " (вираз Анрі Пуанкаре) залишалися до Менделя туманними.

Зовсім інші наслідки випливали з семирічної роботи Менделя, що по праву складає фундамент генетики. По-перше, він створив наукові принципи опису та дослідження гібридів та їх потомства (які форми брати у схрещування, як вести аналіз у першому та другому поколінні). Мендель розробив і застосував систему алгебри символів і позначень ознак, що являло собою важливе концептуальне нововведення. По-друге, Мендель сформулював два основних принципи, або закону наслідування ознак у ряді поколінь, що дозволяють робити передбачення. Нарешті, Мендель у неявній формі висловив ідею дискретності та бінарності спадкових задатків: кожна ознака контролюється материнською та батьківською парою задатків (або генів, як їх потім почали називати), які через батьківські статеві клітини передаються гібридам і нікуди не зникають. Задатки ознак не впливають одна на одну, але розходяться при утворенні статевих клітин і потім вільно комбінуються у нащадків (закони розщеплення та комбінування ознак). Парність задатків, парність хромосом, подвійна спіраль ДНК - ось логічний наслідок і шлях розвитку генетики 20 століття з урахуванням ідей Менделя.

Доля відкриття Менделя – затримка на 35 років між самим фактом відкриття та його визнанням у співтоваристві – не парадокс, а скоріше норма в науці. Так, через 100 років після Менделя, вже в період розквіту генетики, подібна доля невизнання протягом 25 років спіткала відкриття Б. Мак-Клінток мобільних генетичних елементів. І це незважаючи на те, що вона, на відміну від Менделя, була на час свого відкриття високо авторитетним ученим та членом Національної Академії наук США.

У 1868 році Мендель був обраний настоятелем монастиря і практично відійшов від наукових занять. У його архіві збереглися нотатки з метеорології, бджільництва, лінгвістики. На місці монастиря у Брно нині створено музей Менделя; видається спеціальний журнал "Folia Mendeliana".



Б. Володін

ЩО ПРО НЬОГО ЗНАЛИ, КОЛИ ВІН ЖИВ

Він жив сто п'ятдесят років тому.
Він жив у чеському місті Брно, яке тоді називали на німецький лад Брюнном, тому що Чехія входила до складу тодішньої Австро-Угорської імперії.

Він і зараз стоїть там, учитель Мендель... Цей мармуровий пам'ятник у 1910 році був споруджений у Брно коштом вчених усього світу.

У брненській реальній школі, де він працював, було близько тисячі учнів та двадцять учителів. З цих двадцяти вчителів у тисячі хлопчаків-"реалістів" одним із найулюбленіших був саме він - викладач фізики та природознавства Грегор Мендель, "патер Грегор", тобто "батько Грегор".
Його називали так тому, що він, учитель Мендель, був ще й ченцем. Ченцем брненського монастиря святого Томаша.
Про нього тоді знали, що він був сином селянина, - навіть через багато років після того, як він поїхав зі свого рідного села Хінчице, в його промові збереглася трохи шепелява говірка місцевості, де пройшло його дитинство.
Знали, що він був дуже здібним і завжди блискуче навчався – у сільській школі, потім у окружній школі, потім у гімназії. Але у батьків Менделя не було грошей, щоби далі платити за його вчення. І він нікуди не міг вступити на службу, бо був сином простого селянина. Щоб пробити собі дорогу, Йоганну Менделю (з народження його звали Йоганном) довелося вступити до монастиря і за церковним звичаєм прийняти інше ім'я – Грегор.
Він вступив до монастиря святого Томаша і почав навчатися у богословській школі. І там теж, виявив блискучі здібності та неймовірну старанність. Він мав стати доктором богослов'я – йому зовсім небагато залишалося до цього. Але іспитів на ступінь доктора богослов'я патер Мендель не став складати, бо кар'єра богослова його не цікавила.
Він досяг іншого. Досягнув, щоб його направили вчителем у гімназію маленького містаЗнаймо, на півдні Чехословаччини.
У цій гімназії він почав викладати не закон божий, а математику і грецьку мову. Однак це його не задовольняло. З юності у нього була інша прихильність: він дуже любив фізику та природознавство і багато часу витрачав на їхнє вивчення.
Шлях самоучки – тернистий шлях. Через рік після того, як він став викладати в Зноймо, Мендель спробував скласти екстерном іспити на звання вчителя фізики та природознавства.
Він провалився на цих іспитах, бо, як у всякого самоучка, знання його були уривчасті.
І тоді Мендель досяг ще одного: він досяг, що монастирське начальство послало його до Відня, до університету.
Тоді всі викладання в Австрії знаходилося в руках церкви. Церковному начальству було важливо, щоб ченці-вчителі мали необхідні знання. Тому Менделя і послали до університету.
Він провчився у Відні два роки. І всі ці два роки він відвідував заняття лише з фізики, математики та природничих дисциплін.
Він знову виявив себе напрочуд здатним – його навіть взяли на роботу помічником асистента на кафедру знаменитого фізика-експериментатора Християна Допплера, який відкрив важливий фізичний ефект, названий на його честь "Допплер-ефектом".
І ще Мендель працював у лабораторії чудового австрійського біолога Коллара.
Він пройшов справжню наукову школу. Він мріяв займатися науковими дослідженнямиАле йому наказали повернутися до монастиря святого Томаша.
Нічого не можна було вдіяти. Він був ченцем і мав підкорятися монастирській дисципліні. Мендель повернувся до Брно, став жити в монастирі та викладати експериментальну фізику та природознавство у реальній школі.
Він був одним із найулюбленіших вчителів цієї школи: по-перше, тому, що дуже добре знав предмети, які викладав, і ще тому, що він умів напрочуд цікаво і просто пояснювати найскладніші фізичні та біологічні закони. Він пояснював їх, ілюструючи свої пояснення дослідами. Він був ченцем, але, говорячи учням про явища природи, ніколи не посилався на бога, божу волю та надприродні сили. Явлення природи чернець Мендель пояснював як матеріаліст.
Він був людиною веселою та доброю.
У монастирі чернець Грегор обіймав тоді посаду "патери кюхенмайстера" - головного над кухнею. Пам'ятаючи про свою голодну юність, він запрошував до себе в гості учнів переможніше та підгодовував їх.
Але учні любили бувати в нього зовсім не тому, що вчитель пригощав їх чимось смачним. Мендель вирощував у монастирському саду рідкісні для тих місць фруктові дерева та гарні квіти – було чому подивуватися.
Ще вчитель день у день вів спостереження за погодою та змінами на Сонці – це теж було цікаво. Один із його учнів став потім професором метеорології і писав у спогадах, що любов до цієї науки прищепив йому вчитель Мендель.
Учні знали, що в кутку саду під вікнами однієї з монастирських будівель відгороджена маленька ділянка – всього тридцять п'ять на сім метрів. На тій ділянці вчитель Мендель вирощував нецікаве: звичайний горох різних сортів. Цьому гороху вчитель приділяв, справді, занадто багато праці та уваги. Щось він із ним робив... Здається, схрещував... Про це він не розповідав учням нічого.

СЛАВА НЕ квапиться

Він помер, і незабаром жителі Брно почали забувати про те, що в їхньому місті жила людина на ім'я Грегор Мендель. Тільки учні його пам'ятали – патер Грегор був добрим учителем.
І раптом через шістнадцять років після його смерті, в 1900 році, до Менделя прийшла слава. Про нього заговорив увесь світ.
Було так.
У 1900 році троє вчених, які досліджували явища спадковості, вивели зі своїх дослідів закони, за якими при схрещуванні різних рослин та тварин ознаки передаються у спадок потомству. І коли ці вчені, незалежно один від одного, почали готувати для друку свою працю, то, переглядаючи літературу, кожен із них несподівано дізнався, що ці закони вже відкриті вчителем із міста Брно Грегором Менделем. Відкриті у тих дослідах із горохом, який ріс на крихітній ділянці у кутку монастирського саду.
Вчитель нічого не розповідав хлопчикам з реальної школи, але у Брно існувало суспільство любителів природи. На одному із засідань товариства Грегор Мендель зробив доповідь "Досліди над рослинними гібридами". Він розповів у ньому про роботу, на яку пішло цілих вісім років.
Конспект доповіді Менделя був надрукований у журналі та розісланий у сто двадцять бібліотек різних міст Європи.
Чому тільки через шістнадцять років вчені звернули увагу на цю роботу?
Можливо, ніхто раніше не відкривав журналу? Чи не читав доповіді?
Чому слава великого вченого так не поспішала прийти до Менделя?
Спочатку потрібно дізнатися, що саме він відкрив.

ПРО ЩО ПОВЕДАВ САДОВИЙ ГОРОХ

Діти схожі на тат і мам. Одні – більше на тат. Інші – більше на мам. Треті – і на тата, і на маму, чи на бабусю, чи на дідуся. Діти тварин теж схожі на батьків. Діти-рослини – також.
Все це люди помітили дуже давно.
Дуже давно вчені знали про існування спадковості.
Але науці мало знати, що ознаки батьків передаються у спадок їхнім нащадкам. Вона повинна відповісти на найкаверзніші питання: "Чому це відбувається?", "Як відбувається?"


Закони Менделя відкриті на гороху, але їх можна побачити на багатьох рослинах. Схрещували два види кропиви. Подивися, як виглядає листя у батьків, що належали до різних видів, у їхніх дітей – гібридів кропиви – та онуків.

Багато вчених ламали голову над загадкою спадковості. Довелося б дуже довго переказати, які були припущення, як блукали дослідники різних часів, намагаючись зрозуміти суть складного явища.
Але за сто років до Менделя петербурзький ботанік академік Кельрейтер став схрещувати два різні сорти гвоздики. Він зауважив, що у першого покоління гвоздик, вирощеного з насіння, отриманого при схрещуванні, одні ознаки, наприклад, забарвлення квітів, такі, як були у батьківської рослини, інші, наприклад, махрові квіти, як у рослини-матері. Змішаних ознак немає. Але найцікавіше: у другого покоління – у частини нащадків гібридів – розпускалися не махрові квіти – з'являлися ознаки рослини-дідуся чи рослини-бабусі, яких у батьків не було.
Такі ж досліди проводили протягом ста років багато дослідників – французів, англійців, німців, чехів. Всі вони підтверджували, що у першого покоління рослин-гібридів панує ознака одного з батьків, а долі рослин-онуків проявляється ознака бабусі чи дідуся, який у їхнього батька "відступив".
Вчені намагалися з'ясувати, за якими законами ознаки "відступають" і виявляються знову. Вони вирощували на дослідних ділянках сотні рослин-гібридів, описували, як передаються потомству ознаки – все відразу: форма квітів та листя, величина стебла, розташування листя та квітів, форма та забарвлення насіння тощо, – але жодних чітких закономірностей вивести їм не вдавалося .
1856 року за роботу взявся Мендель.


Ось що побачив Мендель у першому, другому та третьому поколінні гібридів гороху. Він отримав їх, схрещуючи рослини з червоними квітами та рослини з білими квітами.

Для своїх дослідів Мендель вибрав різні сорти гороху. І вирішив стежити за передачею не всіх одразу, а лише однієї пари ознак.
Підібрав по кілька пар рослин із протилежними ознаками, наприклад, горох із жовтими та горох із зеленими зернами, з червоними та білими квітами.
Він обривав на незрілих квітах гороху пильовики, щоб рослини не запилялися самі, а потім наносив на маточки рослин з жовтими зернами пилок рослин із зеленими зернами і на маточки рослин із зеленими зернами – пилок рослин із жовтими.
Що вийшло? Нащадки всіх рослин принесли жовті зерна. Ознака одного з батьків панувала в них у всіх.


На цьому малюнку добре видно, що різні ознаки (забарвлення і зморшкуватість горошку), що передаються потомству, не пов'язані один з одним.

На наступний рік Мендель дав цим рослинам можливість обпилитися власним пилком і щоб у досвіді не сталося жодної випадковості, накрив квіти паперовими ковпачками-ізоляторами. Адже може бути так, що жуки занесуть чужий пилок на маточка?.. Ізолятори охороняли квіти від цього. Коли в стручках дозріли зерна, виявилося, що три чверті цих зерен – жовті, а одна чверть – зелені, такі, як були не в батьків, а в бабусі чи дідуся.
Наступного року Мендель знову посіяв ці зерна. І знову виявилося, що в стручках гібридних рослин, вирощених із жовтих зерен, три чверті зерен мають жовте забарвлення, а чверть – зелене, таке, яке було вже не у рослин – бабусі та дідусі, а у прабабусі чи прадіда. І з фарбуванням зерен і з їхньою формою, і з фарбуванням квітів і розташуванням їх на стеблі, і з довжиною стебла, і з іншими ознаками відбувалося одне й те саме. Кожна ознака передавалася потомству, суворо підкоряючись тим самим правилам. І передача однієї ознаки не залежала від передачі іншої.
Ось і все, що показали досліди. Як бачите, Мендель на велику кількість рослин простежив те, що було відомо і раніше.
Однак він зробив більше своїх попередників: він пояснив побачене.

ким же він був?

Він був учителем: давав у школі уроки, ходив із учнями на екскурсії, збирав рослини для гербаріїв.
Він був ченцем: відав монастирською кухнею, а потім і всім монастирським господарством.

Таким був у роки, коли працював над відкриттям законів спадковості.

Але, сидячи вечорами за письмовим столом, застеленим листочками із записами спостережень, учитель Мендель ставав кібернетиком. Так, так, тепер є така галузь науки - кібернетика, що вивчає, як управляються, як регулюються процеси, що відбуваються в природі.
У кібернетиці існує група завдань, умовно званих "завданнями чорної скриньки". Сенс їх такий: деякі сигнали надходять у прилад невідомої конструкції. У приладі – у "чорній скриньці" – вони переробляються і виходять у зміненому вигляді.
Відомо, які сигнали надходили і як змінилися.
Потрібно з'ясувати, як улаштований прилад.
Саме таке завдання і треба було вирішити вчителю з Брно.
Менделю було відомо, які ознаки мали рослини-батьки. Йому стало відомо, як ці ознаки передавалися нащадкам, як одні з них панували, інші то відступали, то з'являлися знову.
Він знав ще одне: ознаки передавалися через пилок та яйцеклітини, з яких розвивалося насіння рослин. Ні пилок, ні яйцеклітини не мали – як не розглядай їх у мікроскоп – ні стебел, ні квітів, але з них виходили зовсім несхожі жовті чи зелені зерна – насіння. З насіння виростали схожі на них стебла, потім розпускалися квіти тон або іншого забарвлення.
І Мендель – вперше в історії науки – зрозумів, що від рослин-батьків рослинам-дітям через пилок та яйцеклітини передаються не самі ознаки, не забарвлення та форма квітів та насіння, а щось інше – невидимі оку частинки, завдяки яким ці ознаки з'являються. Він назвав ці частки спадковими задатками.
Він зрозумів, що будь-яка з рослин-батьків передає своєму нащадку по одному завдатку кожної ознаки. Ці задатки не зливаються, не утворюють нових задатків. Ці задатки "рівноправні": може проявитися один і може проявитися інший.
Завдатки не зникають. Якщо першому поколінні проявився один задаток, то частина рослин другого покоління може проявитися інший. Більше того: навіть у частини нащадків рослин другого покоління та у нащадків їхніх нащадків теж виявляються задатки, успадковані від рослини-прадіда.
Але тут виникає ще одне питання. Якщо задатки нікуди не зникають, значить, у кожного наступного покоління, здавалося б, має накопичуватися за безліччю задатків однієї й тієї ж ознаки, отриманої від батьків, матерів, дідусів, бабусь, прадідусів і прабабусь. А оскільки ці задатки матеріальні, це означає, що статеві клітини, клітини пилку рослин та яйцеклітини з покоління в покоління мали б збільшуватися у розмірі, якби в них у геометричній прогресії постійно збільшувалася кількість задатків.
Нічого подібного не відбувалося...
І тоді, щоб пояснити це, Мендель припустив, що кожна статева клітина несе завжди лише по одному задатку кожної ознаки, а при заплідненні яйця, при формуванні клітини, з якої розвинеться зародок, у ній виявляються два задатки.
А коли формується нова статева клітина, то ці задатки, мабуть, розходяться, і в кожній статевій клітині знову виявляється лише один.
І Мендель на основі своїх дослідів довів ще, що задаток однієї ознаки передається незалежно від задатку іншої ознаки. Адже зерна рослин гороху можуть мати забарвлення, яке було у рослини-дідуся, наприклад, жовте, а форму – яке було у рослини-бабусі.
Все це Мендель довів математичним шляхом, всі його докази були дуже точними, таких завдань на той час ніхто не вмів вирішувати. А тому його припущення видалися сучасникам фантастикою.
...Мендель зробив доповідь у товаристві дослідників природи міста Брно.
Журнал з його доповіддю вийшов у світ і потрапив у сто двадцять бібліотек університетів різних міст Європи.
Він був прочитаний, мабуть, багатьма серйозними натуралістами. Але на той час біологи не мали точних знань про те, як відбувається розподіл клітин, з яких дивовижних подійскладається цей процес.
І робота Менделя була ніким не зрозуміла. Робота Менделя була забута...

Минали роки. Наприкінці 70-х років ХІХ століття біологи навчилися фарбувати клітинні ядра.
І тоді було виявлено, що перед розподілом клітин в ядрах виявляються особливі тільця - "хромосоми" (грецькою це слово означає "тільця, що фарбуються"). Спостерігаючи над розвитком заплідненої клітини, біологи припустили, що хромосоми стосуються передачі спадкових ознак.
А 1900 року іншими вченими були заново відкриті закони Менделя. Потім були знову прочитані його роботи. І виявилося, що, незважаючи на те, що відбувається в ядрах клітин, Мендель створив теорію передачі спадкових задатків. Так сто років тому вчитель фізики та біології з чеського міста Брно започаткував новій науці– генетики, науки про спадковість.
Генетика – наука дуже важлива. Вона розпізнає, як відбуваються спадкові зміни тварин та рослин. Адже знаючи суть таких складних процесів, можна виводити нові породи тварин і нові сорти рослин, попереджати багато спадкових хвороб у людей.
За довгі роки у науці про спадковість було багато подій. У ній виникало чимало теорій, і чимало теорій було спростовано. Але те, що зрозумів скромний та геніальний брненський вчитель, залишилося непорушним.