孟德尔(GregorMendel)
孟德尔(Monde) 遗传学的开路先锋孟德尔选用豌豆担任遗传因子实验的「主角」。并且从豌豆上找到了遗传因子,而成为遗传学的开路先锋。
学生时代的孟德尔西元一八二一一年七月二十二日,孟德尔在捷克的海森铎(当时属于奥地利)诞生了,他是家里五个孩子中唯一的男孩。当农夫的父亲觉得种田实在太辛苦,希望孟德尔能够多念点书,将来可以找到较好的职业。
而孟德尔果然不负众望,从小就表现出过人的资质,在学校功课一直名列前矛。当孟德尔上中学时,校长也注意到他是位可造就的人才,如果留在家乡这所小型的中学,会埋没了他,所以说服他的父母亲,让他转到较大的学校─莱普尼克中学。
大学预科高中毕业后,他再度以优异的成绩,进入大学预科学校。孟德尔上学所需的学杂费,一直都是家里东拼西凑的情况下,好不容易节省下来的。等到上大学预科学校时,庞大的学杂费已经使全家人用尽最后的一分力量,再也缴不出伙食费,只好由父母亲轮流,每天步行三十多公里的路,送面包给孟德尔。孟德尔在这种压力下,仍然尽力的把书念好,但是困苦的生活加上过分的用功,还是拖垮了他的健康。
对于一个的科学家而言,能够在活着的时候,看到自己的发明或发现被全世界的人肯定,甚至于获颁奖章,那真的是极大的幸福,像是:伦琴、瓦特、爱迪生、居里夫人等人;但是还有一类的科学家,生前的研究发现,不被世人所了解,一直到死后好多年之后,他的理论才被人重视,进而获得世人的肯定。这类科学家,一生在发掘真理的道路上孤寂的前进,我们的「遗传学之父」--孟德尔,就是这样的一个科学家。
农夫的小孩
孟德尔是奥地利人,西元1822年出生,父亲曾经参加过几次对拿破仑的战役,是个见闻广博的人,战事结束后回到故乡务农,经营一片果树园。孟德尔常常到园中帮忙父亲工作,果树园对一个少年来说,正是一个最佳的自然学校。也许是正好有这样的环境,因此孕育孟德尔日后藉由培育植物来探索遗传法则的动机。孟德尔的父亲虽然只是个农夫,却有不凡的远见,他知道农民要摆脱地主和专制政府的压榨,就必须读书求学问,才能取得较高的地位,因此他极力栽培孟德尔接受高等教育。
不过孟德尔的求学生涯并不太顺利,主要是因为家里经济状况不佳,孟德尔离乡求学必须缩衣节食,导致营养不佳而生病,严重时甚至必须休学在家休养。尽管如此,孟德尔还是凭着自己的毅力和妹妹的嫁妆费的资助,终于进入一所短期大学—奥尔茅兹学院就读。后来在1843年孟德尔接受一位教授的推荐,进入一座「圣奥古斯丁派」的修道院担任见习牧师,并研究学问。修道院毕业后原本应该当个专职的牧师,但是服务了一年后孟德尔觉得自己更适合作学问和教书,于是就请求改任中学代课教师。
代课老师更厉害
孟德尔在担任代课教师的期间由于教学认真,因此非常受到学生的欢迎。于是学校便要他参加正式的教员资格考试,没想到孟德尔竟然栽在生物学和地质学上,没通过考试。尽管如此,孟德尔所属的修道院还是派他到维也纳大学继续进修。在维也纳大学,孟德尔学习各种自然学科和数学,同时得到许多优秀教授的指导,因此奠定研究能力的基础。
完成维也纳的学业后,孟德尔回到修道院所在地—布尔诺的一所专科学校任教。孟德尔和学校里的各类专家、教授朝夕相处、共同研究学问,时间一晃就是14年(1854—1868年)。这十四年的教师生涯,成为孟德尔一生最重要的黄金岁月;著名的孟德尔遗传定律,也是在这时候发展出来的。从资料上来看,孟德尔一生似乎并未取得正式教师资格,但是他的学养和教学能力,绝不输给一个大学教授。所以文凭和学历并不代表一切,自己的能力和实力更为重要。
空地里的豌豆实验
这14年中,孟德尔是生活在学校和修道院之中。在学校他是一位良师;在修道院他则是一位研究者。修道院的后院,紧邻着窗边,有一块长35公尺、宽7公尺的空
地,孟德尔在这块空地上印证了科学的真理、解释了人们长期的疑惑。在当时,人们虽然已经发现上一代和下一代之间,个体会有某些相似性,但是总是认为「本来就是这样啊!没什么好奇怪」,科学界也没有深入的研究探讨。
孟德尔发现空地上的的豌豆,有的开着白花、有的开着黄花;有高茎、也有矮茎;有的豆荚丰圆、有的却是干扁。孟德尔用长时间的观察、比对,看看豌豆上下两代间的相近性和相异性,每逢豌豆丰收期,便针对收获结果作有系统的统计,这些记录的植物个体数超过二万一千株以上。经过长期观察和大量的统计数据资料,孟德尔发现:如果长茎豌豆和矮茎豌豆交配,子代和孙代全部是长茎,一直到第四代,四株中才有一株是矮茎。孟德尔进一步用动物作实验:白鼠黑
孟德尔用来进行豌豆实验的空地,就在修道院后面
鼠交配,第二代全部是黑鼠;再让第二代黑鼠彼此交配,第三代中就有四分之一是白鼠。经由动植物的实验,孟德尔逐渐对亲代和子代的关系理出一些头绪。
孟德尔遗传定律
经过将近9年的努力,他的辛苦终于有了成果,1865年,他把研究的结果在当地布尔诺的自然历史学会上发表,论文题目是《植物杂交试验》;1869年他又发表第二篇论文《动植物遗传之研究》,这篇论文是融合他一生对遗传学的研究的结晶。可惜这两篇论文都没有引起世人的注意,因为当时的人并不清楚遗传学有什么实用价值,更不了解它对人类有何影响。
孟德尔的学说,小罐子老师把他简单整理成下面几点:
一、生物组织之内都有一个基本单元(现在称为基因),透过这个基本单元,亲代的特性可以传给下一代。
二、每一种单独的特征,例如:豌豆的颜色或高矮,都是由一对基因决定,而这对基因是由上一代的一对基因中,各继承一个基因凑成一对。
三、子代继承来的基因如果是有不同性状的区别,例如:一个基因会显现高茎的特性、另一个会显现低茎,那么只有强势的特性会显现出来(我们称为显性),在豌豆来说,就会显现高茎,这种现象叫做「优性定律」。但是隐性的基因并不会消失、也不会被破坏,它还是会经由自然的机率,分配并传递给下一代。
四、亲代的基因经过分配,再传给子代,哪个基因和哪个基因配成一对,完全是随机偶然发生的。
五、遗传和性细胞有密切的关系,不属于性细胞的特性是不能遗传的。所以后天环境、工作造成的疾病是不会遗传的,被细菌感染的疾病也不会遗传;但是某些精神错乱、神经衰弱症是会遗传的。
迟来的掌声
西元1868年,孟德尔被任命为当地修道院的院长,从此以后,繁忙的行政业务使他无法继续遗传学的研究,加上当时的修道院,经常为了税金的问题和政府闹的不愉快,使得孟德尔被纠缠在这些繁重的工作之间,终于在1884年因病去世。孟德尔寂静的在墓地里沉睡了30多年以后,忽然声名大噪,原因是1900年,在荷兰、德国、奥国都有科学家分别以不同的植物加以实验,同时获得与孟德尔相同的结果,这时候他的研究才得到科学界的重视与肯定。
从此以后,更多的科学家重复孟德尔的遗传实验,进一步由染色体的研究发现基因,再由基因的研究扩展到现在的细胞学、胚胎学、优生学、生化科技、甚至于现在最流行的「复制羊」、「复制人」等科技。
孟德尔走在时代的前端,使得他孤寂而终;但是,研究科学的美妙之处在于:只要是「真理」,必将有得到掌声的一天,只是你不知道会在何时?哥白尼、伽利略、孟德尔都是这样的人!