При изучении истории развития научных знаний нередко выявляется интересный факт: часто вклад в науку делается людьми совсем других специальностей, принадлежащих к другому роду занятий. А зачастую — и не собирающимися совершать научных открытий. Так произошло и с Г. Менделем. Биография этого интересного человека содержит сведения о его жизненном пути и о том, как чешский монах, с детства отличавшийся любовью к природе, сделал огромный вклад в развитие биологии и заслужил титул отца генетики.
Поиск жизненного пути
История не сохранила большого количества сведений о ранних годах и юности чешского ученого. Удалось восстановить лишь краткое описание.
Грегор Мендель (Mendel) родился в 1822 году в Хейнцендорфе. В биографии Менделя следует кратко упомянуть о том, что в тот период времени эта историческая область принадлежала Австрийской империи. Сегодня же она располагается на территории Чехии. О принадлежности места рождения Грегора Иоганна Менделя Австрийской империи помнят и сегодня — с 1984 года он изображён на австрийской почтовой марке.
Дом в сельской местности, в котором в крестьянской семье родился будущий генетик, сегодня представляет собой музей, содержащий экспозиции, рассказывающие о жизнедеятельности и научных изысканиях этого человека.
Учёба Грегора Менделя была не очень успешной. По причине слабого здоровья он пропускал множество занятий, обучаясь сначала в сельской школе, затем в гимназии, где проучился 6 классов.
Покончив со школьным и гимназическим образованием, Мендель изучал физику и теоретическую философию в институте, который сегодня представляет собой Университет Палацкого в Оломоуце. Примечательно, что именно в этот период времени факультетом сельского хозяйства естественной истории в университете руководил Иоганн Карл Несслер, проявлявший большой интерес к исследованию наследственных признаков и механизмов наследования у растений и животных.
Учёбе очень мешала финансовая несостоятельности семьи. Мендель довольно тяжело переносил невозможность оплачивать образование. В этом ему помогла сестра, которая ради дальнейшего обучения брата отдала своё приданое. Позже станет понятно, что Мендель не забыл этого благородного жеста. В последующем ученый оказывал серьезную поддержку троим племянникам, двое из которых под покровительством Менделя стали докторами.
Желание постричься в монахи, которое Мендель выразил в возрасте 21 года, в 1843 году, было продиктовано скорее возможностью бесплатного образования для духовных лиц, нежели набожностью крестьянского сына. Краткая автобиография Менделя содержит его комментарий, согласно которому монашеская жизнь избавила его от «вечного беспокойства о средствах к существованию».
Имя Грегор (вариант имени Григорий) будущий ученый получил после пострига в монахи. После этого события он сразу же приступил к обучению в богословском институте и уже в 25 лет был представлен к сану священника.
Научная деятельность
В докладе о научной деятельности Грегора Менделя следует указать следующую интересную деталь: труды, содержащие его научные достижения, стали пользоваться интересом исследователей вопросов наследственности только в XX веке. Скончавшийся в 1884 году учёный этого уже не застал. А при жизни его заслуги не были оценены научным сообществом — доклады об экспериментах и сформулированных выводах вызывали скепсис.
В рефератах на тему «полная биография Грегора Иоганна Менделя» нередко отдельно отмечают интересный факт, что стать основоположником научного направления, которое подвергло сомнению Божественный замысел и разложить «по полочкам» все механизмы наследования, объяснив всё особенностями генома, выпало человеку, имеющему церковный сан.
Обучался Мендель с большим энтузиазмом. Он очень много читал, заменял в местной школе педагогов на уроках различных направлений. Одним из его устремлений было сдать экзамен и стать преподавателем, однако этого сделать не удалось: будущий учёный не выдержал двух экзаменов;
- по геологии;
- по биологии.
С 1849 по 1851 годы Мендель занимался преподаванием в гимназии, донося до студентов знания по математике и различным языкам.
Позднее, переехав в Вену, изучал в университете ботанику до 1853 года. Примечательно, что в венском университете Мендель обучался биологии у Франца Унгера — одного из первых специалистов в области цитологии, а физике — у Кристиана Доплера.
Вернувшись в Брюнне, Мендель успешно преподавал эти предметы в Высшей школе, хотя дипломированным специалистом в области педагогики так и не стал. В 1856 году он вновь попытался сдать экзамены и его снова подвела биология.
Ещё во время обучения в венском университете у Грегора Менделя зародился интерес к гибридизации растений. После неудачи со сдачей экзамена по биологии он всерьез увлекся биологическими опытами. Эксперименты, которые он проводил, высаживая горох прямо в монастырском саду, продлились около 7 лет — до 1863 года. К этому периоду и принадлежат даты совершённых им открытий.
Формулировка однозначных выводов, которые в дальнейшем легли в основу учения о наследственности, стала возможной в результате проведения огромного титанического труда. В ходе экспериментов было высажено и рассмотрено более 20 разновидностей гороха, различия между которыми касались и цветов, и семян. Для изучения механизмов наследования каждого из признаков пришлось детально изучить и описать более 7000 горошин.
Результатом этого многолетнего труда явилась публикация в 1865 году научного доклада под названием «Опыты над растительными гибридами». Доклад был опубликован в одном из томов общества брюннских естествоиспытателей и содержал в себе ключевые закономерности и механизмы наследования. Позднее они войдут в историю как законы Менделя.
В этот временной период работы, касающиеся гибридизации растений, уже не были чем-то принципиально новым. Они проводились и задолго до серии опытов Менделя. Однако он был первым, кому удалось, изучив и обобщив весь предыдущий опыт, сформулировать основные закономерности, следовавшие из экспериментов. Этими тезисами из его работ ученые, занимающиеся областью генетики, будут пользоваться вплоть до окончания XX века.
Законы генетики Менделя
Сведения о полученной в результате множества экспериментов информации содержались в докладе в виде обобщенных тезисов. Кратко их можно изложить следующим образом:
- При скрещивании двух особей гибриды, появившиеся в первом поколении, являются одинаковыми. Им присущ доминантный признак одного из родителей. Этот закон Менделя иллюстрирует следующий пример: при скрещивании двух растений гороха, одно из которых имеет красный цвет соцветий, а другой — белый, в первом поколении все растения будут иметь красный цвет соцветий, поскольку он является доминантным.
- Гибриды, родившиеся во втором поколении, делятся на получивших доминантные признаки и тех, кто получит рецессивный признак. Такое разделение не случайно, оно выражается в виде математического соотношения. Такое явление называется расщеплением.
- И рецессивный, и доминантный признаки в разных сочетаниях существуют независимо друг от друга. При этом гибрид, обладающий доминантным признаком, может являться носителем рецессивного. В этом случае он (рецессивный признак) даст знать о себе в последующих поколениях.
- Объединение женских и мужских гамет происходит случайным образом. Признаки, которые они несут в себе, на этот процесс не влияют.
Для естествоиспытателя Грегора Менделя было очевидно, что достижения, полученные в результате экспериментов, имеют для развития науки фундаментальное значение. Поэтому им было заказано несколько десятков оттисков (копий) его научного труда. Он разослал их наиболее выдающимся ботаникам того времени.
К сожалению, современников Менделя доклад о закономерностях наследования признаков у гороха не заинтересовал. Только один профессор из мюнхенского университета порекомендовал автору монографии перепроверить теорию, задействовав для экспериментов и другие биологические виды.
Следующая серия экспериментов была проведена Менделем с привлечением других видов растений, а также насекомых — пчёл, которые его интересовали с детства. Исследователя ждало разочарование. Данные, полученные в результате экспериментов с горохом, не подтвердились. Это случилось из-за того, что выбранные им виды растений имели способность к партеногенезу — особому типу размножения без скрещивания. Такой же способностью обладали и пчёлы.
Признание пришло к Менделю существенно позднее, в начале XX века. Известно, что в 1900 году, независимо друг от друга, несколько ученых, занимавшихся исследованиями в области биологии, сформулировали постулаты, которая Мендель приводил еще в XIX веке. В связи с этим событием 1900 год принято считать годом рождения генетики как науки.
С этой точки зрения, пророческими кажутся словам Грегора Менделя, которые были высечены на памятнике, венчающем его могилу: «Моё время ещё придёт». Оно действительно пришло, но уже после ухода исследователя из жизни. Научное сообщество признало его правоту, а закономерности, выведенные им в ходе экспериментов с горохом из монастырского сада, легли в основу нового научного направления — генетики. С них до сих пор начинается изучение закономерностей наследования генетических признаков.
