植物遗传学的奠基人—世界100位科学家

植物遗传学的奠基人[奥地利]孟德尔(1822～1884)

1850年春天，孟德尔在布伦报名，申请参加中学教师资格考试。他已经当过一段时间的代课教师，想取得正式教师的资格，把教师作为固定职业。他在申请书上写道：如果能叫高度尊敬的主考官感到满意，从而使申请人得以实现他的愿望，申请人将感到非常愉快。但是孟德尔未能让主考官们满意，他们认为他在自然科学方面知识不足，因此尚不具备担任中学教师的资格。第一次尝试失败后，孟德尔不甘心，几个月后，他又报名参加第二次考试。这次考试的结果更糟，主考官们说：这次的试卷，使我们认为，该考生连作为初等学校的教师也不够格。这便是当时的专家们对一位未来杰出科学家的判决。

临终时，还不知道他是科学家

格里戈尔约翰孟德尔(GregorJohannMendel)是奥地利遗传学家、近代遗传学奠基人。他1822年7月22日生于奥地利海因岑多夫。他家境贫苦，父亲的职业是务农，但爱好园艺。作为农民的儿子，孟德尔幼年的大部分时间是在他父亲的花园里栽培植物中度过的，因此，孟德尔自幼便养成了种植花木的兴趣，并同时对它们进行观察。他很早就爱好研究，他想知道究竟是什么原因使得不同的树木、果实和花朵有各种颜色和形状呢?

带着这些问题，孟德尔进了当地的小学。值得庆幸的是，他在小学就有机会学到一些关于这方面秘密的知识，因为当地的学校把自然学习列入教学课程中，这对于孟德尔后来的发展有着重要意义。在当地的小学毕业后，孟德尔进了邻近的特罗波城中学。由于家境贫困，他在半饱半饥的状态下读完了中学的六年级，后来在一场重病中被迫休学了几个月。

贫困和疾病威胁着孟德尔，使他几乎无法继续求学。一个寒冷的冬天里，父亲去砍树，树倒下来压断了他的几根肋骨，从此他无法再干农活了。父亲的不幸反而使孟德尔的学业有了转机，父亲把地卖了，孟德尔靠着这笔钱进了欧缪兹学院读哲学。在那里，他度过了艰难的四年学校生活艰苦的学习，艰难的生活，时常受到疾病的折磨。到了1843年，他终于大学毕业了，可以考虑他的终生职业问题了。

然而，使孟德尔发愁的是：究竟什么工作才是他的终生职业呢?或许是受到自身生活经历的影响，孟德尔在日记中写道：我有必要投身于一个不必为糊口而没完没了地操心的行业。为了找到这样一个理想的职业，他去请教自己的老师。老师建议，当修士最符合他的要求。这样，1843年10月9日，孟德尔进入了设在布伦的奥古斯丁派的修道院，定下心来度过其虔诚祈祷和勤奋劳动的一生。

在孟德尔到修道院前不久，一个植物园已经在僧人萨勒神父的监督下，在修道院的场地上兴建起来了。萨勒神父是一个植物学家，他在孟德尔来到之前刚去世，他给人们留下一所收集丰富、科学经营的好花园。对于孟德尔来说，这所花园简直是一件天上掉下来的礼物，他在这里度过了他全部的空闲时间，他一边自学，一边观察着、培育着每一株花木。

有一个时期孟德尔被派往一个教区里充任神父，宽厚仁慈的他却无法忍受人间的痛苦，他的教区上司曾说：当他不得不去访问一个重病或病危的教民，看到他受罪的样子时，他自己首先就会难过得失去控制。事实上，这种弱点使得他自己的健康也遭到严重的损害。因此，我们不得不解除他的教区神父的职务。

这样，孟德尔又回到了他的修道院和花园。然而，他不满足于修道院的生活，他想学，也想教。于是，他向本地的中学申请做一个代课教师。被录取后，他工作兢兢业业，勤勤恳恳，得到学校的好评，他想把这份工作作为自己的固定职业，便报名参加教师资格考试，结果他却被淘汰了。

孟德尔在考试中的失败，是由于他的独创性。他的思想和传统概念太不融合，因而不能为主考官们所理解，他们抱怨说：该考生置专门的术语于不顾，他使用他自己的语言，表达他自己的观念，而不依赖传统的知识。正是孟德尔的独创性，他对传统的不依赖性，使得他在后来的日子里独辟蹊径，发现了遗传学的两条定律，提出了遗传因子的科学假设，为现代遗传学大厦的建成奠定了第一块基石。考试的失败并没有给孟德尔很大打击，他继续担任代课老师，并继续在修道院的花园里栽培他的花木。他身躯矮胖，额高嘴宽，胃口不错，笑起来总是那么爽朗可亲。他看人时眼睛里永远流露着真诚善良的愿望。他觉得世界是美丽的。

为了更好地探究这个美丽的世界，1851～1853年间，孟德尔到维也纳大学学习数、理、化和生物学知识。在那里，奥地利植物学家翁格讲授的植物生理学与显微技术，使他认识到细胞学说的伟大意义，对他后来发现遗传规律有深刻影响。1853年，孟德尔回到布伦，在修道院讲授科学。故乡的育种活动引起他的兴趣，于是从1854年起，他在修道院的花园里进行了长达9年的豌豆杂交遗传实验的研究。然而他的研究结果在当时未被人们接受，他心灰意冷，回到修道院的修行室和学校的课堂里，1868年被推选为布伦修道院的院长。

1884年1月，孟德尔与世长辞，很多人悼念他，吊唁人都知道他是一个可爱而执拗的老祭司，却没有人知道他是一个出类拔萃的科学家。

公布了豌豆杂交的试验和理论(www.xing528.com)

在布伦主考官们的眼里，孟德尔是很愚昧的，他不能成为一个学者，甚至不能承担起正式教育青年的责任。孟德尔全然不理会这些世俗的眼光，他继续使用自己的语言来表达自己的思想，他所选择的道路，是从大自然本身去发现并证明大自然的隐而未显的秘密，而不是完全依赖传统的知识。他期望通过研究植物的遗传，以达到对人类遗传的秘密有所了解。我们怎样才能解释生物的千姿百态的形状和颜色呢?为了找到可能的答案，他把修道院的花园变成了一本活的教科书。

在孟德尔生活的时代，欧洲有许多园艺家做了大量的杂交实验以培养蔬果花卉的新品种，但是都找不出杂种及其后代所表现出的遗传和变异规律，因而不能预见杂交产生的后果，惟独孟德尔通过实验发现了遗传学的两条定律，提出了遗传因子的科学假设。这与孟德尔的科学思想方法是分不开的。

孟德尔在做各种杂交实验的同时，广泛研究了前人的杂交实验，从而发现了他们失败的主要原因，在于忽视了对实验材料的正确选择。他认为，任何实验的成败都取决于是否选用了合适的实验材料。实验所选择的材料必须能最大限度地表现对象的本质和规律；要从复杂多样的生物性状中寻找出统一的遗传规律，应采用纯化的方法，先暂时撇开次要的、非本质的东西，让研究对象内部主要的、本质的东西突显出来，从纯粹的形态上加以考察。沿着这条科学的思路，孟德尔对许多种类的植物做了精心挑选，最后发现豌豆是一种适合于做遗传学实验的理想材料。此后，他在教堂的花园里栽培了几十种豌豆，年复一年地精心进行杂交实验。

孟德尔之所以采用豌豆作实验材料探寻遗传规律，自有他的理由。他发觉自然界大多数植物都是异花授粉的杂合遗传型，性状的遗传表现得比较复杂，用这些植物作研究材料，难以确定杂种后代的不同性状的数目，无法用统计方法找出遗传规律。要保持材料纯系的性质，采用的植物必须在其生长过程中严格自花授粉，特别是在开花期不受异花传粉的干扰。豌豆花的结构形态恰好符合这些要求。同时，豌豆在茎秆、花色、叶子、花柄、豆荚、种子的形态、颜色等方面都有明显区别的相对性状，这恰是研究性状遗传的好材料。孟德尔在精心选择实验材料的同时，拟定了新的工作方法。他将具有不同区分性状的豌豆进行杂交，追踪观察这些性状在后代的分布情况，并对实验结果进行仔细的统计分析。经过9年的辛勤工作，孟德尔一共进行了7对性状的试验研究。这里，我们仅以两对性状为例介绍其实验结果和分析。

第一，植物的每一性状(如颜色)都由一对因子所决定，其中一个因子来自父方，另一个来自母方。当双亲都把自己的一个因子传给杂种第一代时，一个因子会压抑或遮盖另一个因子的作用，使受压抑或被遮盖的因子表面隐匿起来，但它并未消失，前者称为显性因子，后者称为隐性因子。例如，红花豌豆与白花豌豆杂交，子一代都是红花，因为红花对白花是显性。

第二，杂交第二代发生性状分离，这时雌雄配偶子中所携带的单个因子随机结合，又相互分开，分配到不同的个体中去得到四种遗传类型的个体，从外表看，显性个体同隐性个体的比例是3：1。即红花豌豆与白花豌豆杂交所得子一代红花豌豆，自花授粉所生长出的子二代豌豆，出现了红花与白花豌豆分离的现象，红花豌豆与白花豌豆出现的比例是3：1。

第三，如果是两对性状(如颜色、高度)杂交，即双亲各带有两对遗传因子时，在杂交第二代中不同的因子独立分配，互不干扰，不但出现了双亲所具有的两种组合性状，而且还会出现双亲所没有的两种组合性状，其分离的比例是9：3：3：1，即按比例来说，两对不同性

状均呈显性者为9／16，两对性状中一对呈显性而另一对呈隐性者分别为3／16，两对性状都呈隐性者只占1／16。例如，红花高植株豌豆与白花矮植株豌豆杂交时，子一代都为红花高植株，子二代中红花与白花、植株高与植株矮各成3：1的比例，所以出现红花高植株、红花矮植株、白花高植株和白花矮植株四种豌豆，成9：3：3：1的比例。1865年，孟德尔在布伦博物学会上宣读了自己的论文，公布了他的关于豌豆杂交实验的结果和他的理论概括。1866年，他的论文《植物杂交实验》发表于布伦自然历史学会的会刊上，并出版了单行本，分发到欧洲120多个图书馆。

孟德尔定律的重新发现

孟德尔的伟大发现，并没有为他同时代的人接受，也没有引起学术界的重视。1900年，荷兰植物学家德弗里斯、德国植物学家科伦斯和奥地利植物学家切马克，在各自独立地总结了近年来自己所做的植物杂交实验的成果之后，几乎同时发现了杂交的遗传规律。当他们分别准备好自己将要发表的研究论文，而最后去查阅过去的文献时，都十分意外地看到了孟德尔的论文。他们发觉自己的实验成果竟然与35年前孟德尔的杂交实验结果相吻合，他们发现的遗传规律也就是孟德尔在《植物杂交实验》的论文中概括的两条遗传学定律分离定律和自由组合定律。于是，他们认为遗传规律早在1865年就已为孟德尔发现了，他们的工作只不过证实了孟德尔规律的科学价值。在科学史上，这个戏剧性的事件被人们称之为孟德尔定律的重新发现。

孟德尔定律重新发现后，人们将孟德尔的结论概括为三条定律，即显性定律、分离定律和自由组合定律。因显性定律在孟德尔之前已有人发现，故科学界公认后两条定律是孟德尔发现的。1901年，孟德尔的两篇论文《植物杂交实验》及《人工授粉得到的山柳菊属的杂种》重新以德文发表。当年，英国生物学家贝特森将之译成英文，并向英国生物学界传播孟德尔的学说。1906年，贝特森第一次提出了遗传学一词，以称呼这一研究生物遗传问题的新学科。孟德尔所说的因子纯粹是从杂交实验中推导出来的遗传单位。这种单位在孟德尔还是一种看不见，摸不着的假定，然后，这绝不是随心所欲的虚构，而是对大量实验材料所做的科学抽象，是对实际的深刻的反映。1909年，荷兰遗传学家约翰逊提出用基因这个术语代替孟德尔的遗传因子，从此，基因概念便一直为生物学界所采用。

孟德尔遗传定律第一次用数学方法定量地把生物遗传的规律表示出来，在生物学发展史上有着重大的历史意义。自孟德尔定律重新发现后，孟德尔被科学界公认为实验遗传学的创始人。从1900年起，遗传与变异知识作为一门新的独立的遗传学正式诞生了。