孟德爾(GregorMendel)
孟德爾(Monde) 遺傳學的開路先鋒孟德爾選用豌豆擔任遺傳因子實驗的「主角」。并且從豌豆上找到了遺傳因子,而成為遺傳學的開路先鋒。
學生時代的孟德爾西元一八二一一年七月二十二日,孟德爾在捷克的海森铎(當時屬于奧地利)誕生了,他是家裡五個孩子中唯一的男孩。當農夫的父親覺得種田實在太辛苦,希望孟德爾能夠多念點書,将來可以找到較好的職業。
而孟德爾果然不負衆望,從小就表現出過人的資質,在學校功課一直名列前矛。當孟德爾上中學時,校長也注意到他是位可造就的人才,如果留在家鄉這所小型的中學,會埋沒了他,是以說服他的父母親,讓他轉到較大的學校─萊普尼克中學。
大學預科高中畢業後,他再度以優異的成績,進入大學預科學校。孟德爾上學所需的學雜費,一直都是家裡東拼西湊的情況下,好不容易節省下來的。等到上大學預科學校時,龐大的學雜費已經使全家人用盡最後的一分力量,再也繳不出夥食費,隻好由父母親輪流,每天步行三十多公裡的路,送面包給孟德爾。孟德爾在這種壓力下,仍然盡力的把書念好,但是困苦的生活加上過分的用功,還是拖垮了他的健康。
對于一個的科學家而言,能夠在活着的時候,看到自己的發明或發現被全世界的人肯定,甚至于獲頒獎章,那真的是極大的幸福,像是:倫琴、瓦特、愛迪生、居裡夫人等人;但是還有一類的科學家,生前的研究發現,不被世人所了解,一直到死後好多年之後,他的理論才被人重視,進而獲得世人的肯定。這類科學家,一生在發掘真理的道路上孤寂的前進,我們的「遺傳學之父」--孟德爾,就是這樣的一個科學家。
農夫的小孩
孟德爾是奧地利人,西元1822年出生,父親曾經參加過幾次對拿破侖的戰役,是個見聞廣博的人,戰事結束後回到故鄉務農,經營一片果樹園。孟德爾常常到園中幫忙父親工作,果樹園對一個少年來說,正是一個最佳的自然學校。也許是正好有這樣的環境,是以孕育孟德爾日後藉由培育植物來探索遺傳法則的動機。孟德爾的父親雖然隻是個農夫,卻有不凡的遠見,他知道農民要擺脫地主和專制政府的壓榨,就必須讀書求學問,才能取得較高的地位,是以他極力栽培孟德爾接受高等教育。
不過孟德爾的求學生涯并不太順利,主要是因為家裡經濟狀況不佳,孟德爾離鄉求學必須縮衣節食,導緻營養不佳而生病,嚴重時甚至必須休學在家休養。盡管如此,孟德爾還是憑着自己的毅力和妹妹的嫁妝費的資助,終于進入一所短期大學—奧爾茅茲學院就讀。後來在1843年孟德爾接受一位教授的推薦,進入一座「聖奧古斯丁派」的修道院擔任見習牧師,并研究學問。修道院畢業後原本應該當個專職的牧師,但是服務了一年後孟德爾覺得自己更适合作學問和教書,于是就請求改任中學代課教師。
代課老師更厲害
孟德爾在擔任代課教師的期間由于教學認真,是以非常受到學生的歡迎。于是學校便要他參加正式的教員資格考試,沒想到孟德爾竟然栽在生物學和地質學上,沒通過考試。盡管如此,孟德爾所屬的修道院還是派他到維也納大學繼續進修。在維也納大學,孟德爾學習各種自然學科和數學,同時得到許多優秀教授的指導,是以奠定研究能力的基礎。
完成維也納的學業後,孟德爾回到修道院所在地—布爾諾的一所專科學校任教。孟德爾和學校裡的各類專家、教授朝夕相處、共同研究學問,時間一晃就是14年(1854—1868年)。這十四年的教師生涯,成為孟德爾一生最重要的黃金歲月;著名的孟德爾遺傳定律,也是在這時候發展出來的。從資料上來看,孟德爾一生似乎并未取得正式教師資格,但是他的學養和教學能力,絕不輸給一個大學教授。是以文憑和學曆并不代表一切,自己的能力和實力更為重要。
空地裡的豌豆實驗
這14年中,孟德爾是生活在學校和修道院之中。在學校他是一位良師;在修道院他則是一位研究者。修道院的後院,緊鄰着窗邊,有一塊長35公尺、寬7公尺的空
地,孟德爾在這塊空地上印證了科學的真理、解釋了人們長期的疑惑。在當時,人們雖然已經發現上一代和下一代之間,個體會有某些相似性,但是總是認為「本來就是這樣啊!沒什麼好奇怪」,科學界也沒有深入的研究探讨。
孟德爾發現空地上的的豌豆,有的開着白花、有的開着黃花;有高莖、也有矮莖;有的豆莢豐圓、有的卻是幹扁。孟德爾用長時間的觀察、比對,看看豌豆上下兩代間的相近性和相異性,每逢豌豆豐收期,便針對收獲結果作有系統的統計,這些記錄的植物個體數超過二萬一千株以上。經過長期觀察和大量的統計資料資料,孟德爾發現:如果長莖豌豆和矮莖豌豆交配,子代和孫代全部是長莖,一直到第四代,四株中才有一株是矮莖。孟德爾進一步用動物作實驗:白鼠黑
孟德爾用來進行豌豆實驗的空地,就在修道院後面
鼠交配,第二代全部是黑鼠;再讓第二代黑鼠彼此交配,第三代中就有四分之一是白鼠。經由動植物的實驗,孟德爾逐漸對親代和子代的關系理出一些頭緒。
孟德爾遺傳定律
經過将近9年的努力,他的辛苦終于有了成果,1865年,他把研究的結果在當地布爾諾的自然曆史學會上發表,論文題目是《植物雜交試驗》;1869年他又發表第二篇論文《動植物遺傳之研究》,這篇論文是融合他一生對遺傳學的研究的結晶。可惜這兩篇論文都沒有引起世人的注意,因為當時的人并不清楚遺傳學有什麼實用價值,更不了解它對人類有何影響。
孟德爾的學說,小罐子老師把他簡單整理成下面幾點:
一、生物組織之内都有一個基本單元(現在稱為基因),透過這個基本單元,親代的特性可以傳給下一代。
二、每一種單獨的特征,例如:豌豆的顔色或高矮,都是由一對基因決定,而這對基因是由上一代的一對基因中,各繼承一個基因湊成一對。
三、子代繼承來的基因如果是有不同性狀的差別,例如:一個基因會顯現高莖的特性、另一個會顯現低莖,那麼隻有強勢的特性會顯現出來(我們稱為顯性),在豌豆來說,就會顯現高莖,這種現象叫做「優性定律」。但是隐性的基因并不會消失、也不會被破壞,它還是會經由自然的機率,配置設定并傳遞給下一代。
四、親代的基因經過配置設定,再傳給子代,哪個基因和哪個基因配成一對,完全是随機偶然發生的。
五、遺傳和性細胞有密切的關系,不屬于性細胞的特性是不能遺傳的。是以後天環境、工作造成的疾病是不會遺傳的,被細菌感染的疾病也不會遺傳;但是某些精神錯亂、神經衰弱症是會遺傳的。
遲來的掌聲
西元1868年,孟德爾被任命為當地修道院的院長,從此以後,繁忙的行政業務使他無法繼續遺傳學的研究,加上當時的修道院,經常為了稅金的問題和政府鬧的不愉快,使得孟德爾被糾纏在這些繁重的工作之間,終于在1884年因病去世。孟德爾寂靜的在墓地裡沉睡了30多年以後,忽然聲名大噪,原因是1900年,在荷蘭、德國、奧國都有科學家分别以不同的植物加以實驗,同時獲得與孟德爾相同的結果,這時候他的研究才得到科學界的重視與肯定。
從此以後,更多的科學家重複孟德爾的遺傳實驗,進一步由染色體的研究發現基因,再由基因的研究擴充到現在的細胞學、胚胎學、優生學、生化科技、甚至于現在最流行的「複制羊」、「複制人」等科技。
孟德爾走在時代的前端,使得他孤寂而終;但是,研究科學的美妙之處在于:隻要是「真理」,必将有得到掌聲的一天,隻是你不知道會在何時?哥白尼、伽利略、孟德爾都是這樣的人!