二孟德尔植物杂交研究成果:孟德尔定律

格里戈尔·孟德尔（Gregor Mendel，图2）是经典遗传学的奠基者，也是唯一一位创立了一门自然科学的业余爱好者。 他于1822年出生在奥地利（后为奥匈帝国）西里西亚（现在的捷克），在布吕恩的一所天主教修道院当修道士。 他上过自然科学类的大学，又在当地中学教过自然科学，有很深的科学功底。 虽然他并不是职业的自然科学家，但他热爱自然科学，特别是植物学，和当地的许多科学研究者经常交往，还和他们一起创立了布吕恩自然科学协会。 他还和奥地利的一些大学教授经常通信。

图2 在布尔诺修道院里的孟德尔雕像

孟德尔在修道院的菜园里种了一些豌豆，和他的手下人精心培育，做了多年的植物杂交实验。 每次收获杂交豆子，他都要按照颜色和形状等特征把它们分类，一粒粒数过，记录数目，再进行计算。 他发现，两种豌豆（一种是黄色、滚圆的，另一种是绿色、皱缩的）杂交以后，长出来的杂交豌豆除了原来的黄圆和绿皱外，还多了两种新的豆子：一种是黄色但皱缩的，一种是绿色滚圆的，而且这四种杂交豌豆的数目还有一定的比例。 这就像是这两种性状竟会分离开来，这用“性状是特性”的观点无论如何是没法解释的。 孟德尔做了很多次这个实验，结果都一样。 他再选了植株的高和矮等其他性状进行杂交实验，结果也表示这些性状可以在后代分离开来。

有天才思维能力的孟德尔发觉，他正面对一个极其重要的发现。 他感悟到，如果假设植物的性状是由一个个相对独立的“因子”控制、每个因子各自控制一个单独的性状，在杂交后代中它们保持完整，只是进入不同的后代植物，他的这些实验结果就能得到圆满的解释。 他按照这个思路研究下去，得出了两条规律：

第一，植物的性状是由独立的遗传因子控制，这些因子在植物后代中保持完整并可以分离。

第二，性状的控制因子在后代中的分离和组合是完全自由的。

我们拿豌豆来说明这两条规律。(www.xing528.com)

第一条规律说明，豌豆形状的圆形是由一个因子控制，皱形由另一个因子控制。 这两个因子在豆粒中共同存在，只有一个能表现它的作用。如果圆形因子起作用，豆粒就是圆的；如果皱形因子起作用，豆粒就是皱的。 起作用的那个，孟德尔叫它做“显性”；反之叫“隐性”。 豆粒里面的颜色也是由这样的因子控制。 “颜色因子”和“形状因子”在豆粒里各自独立，所以互相可以搭配，如“黄色因子”和“圆形因子”搭配，豆粒就是黄色滚圆的，如它和“皱形因子”搭配，豆粒就是黄色皱缩的。 第二条规律说明，在这些因子传递到下一代时，因子和因子的组合是完全自由的。 所以豌豆的后代可以有黄圆、黄皱、绿圆、绿皱4种，也就是这些性状因子的所有可能的搭配。

现在我们知道，孟德尔所发现的“因子”其实就是基因，也就是有遗传效应的DNA片断。 在19世纪那样一个连生物分子都还没有发现、科学家们对植物性状没有任何数量观念的时代，孟德尔只通过自己简单的种植和杂交实验，就能发现这些具有根本重要性的遗传物质的存在，并且准确地确定了它的性质，这是何等天才的思维和分析能力！ 因此，为了纪念这位伟大的遗传学奠基者，生物科学界把这两条规律叫做孟德尔分离规律（定律）和孟德尔自由组合规律（定律）。

1866年，孟德尔以《植物杂交的研究》（Versuche über Pflanzen-Hybriden）为题，在《布吕恩自然科学协会会议录》上发表了他的长篇研究论文。 有的科学史说这本会议录发行量小，实际上，这本会议录被世界上一百多所大学的图书馆收藏。 孟德尔了解他的发现的重要性，所以他又订购了40册他的论文的单印本，几乎全都寄给了当时有名的大植物学家。 但是，孟德尔的论文竟没有人感兴趣，没人作出反应。 这只能是由于他的成果大大超出了当时科学界的思维水平，不被那些科学名人赞同。 当时欧洲很有名的植物学家、孟德尔的朋友卡尔·威廉·冯·内格里（Carl Wilhelm von Nägeli）教授居然劝孟德尔不要再做杂交研究了。1868年，孟德尔被选为修道院院长，杂事缠身，此后就再没有做过杂交研究。

直到孟德尔1884年去世，他的论文还是如石沉大海，没有引起任何反响。

即便如此，孟德尔还是相信，他的结果终究是会得到人们理解的。 他曾对朋友表露过这种心情。 这是一个认真诚实的科学家所抱有的坚定的信念。 终于在20世纪初，孟德尔的论文被三位遗传学家各自独立发现，他的结果也得到了他们的证实。 孟德尔的理想最终实现了，虽然他自己没有能看到这一天。 现在，这位伟大的遗传学家、遗传学的奠基人，一直受到全世界科学家们和后人的尊敬和崇高的纪念。