孟德爾(3)〈遺傳學之父〉江銘輝 五夢網
九、生時沒有人認為他的偉大學術貢獻
他在遺傳學上的偉大頁獻,是在他去世以後的20年才被世人發現,在他活著的時侯並沒有引起科學界的重視。他的研究是在沒有外界的接觸和良好的研究環境的一個小天地裡默默進行,他死時參加葬禮的人,都是以修道院院長之死而流淚,沒有一個人以偉大科學家之死而悲傷。
一直到1900年,他死後的16年,法國的生物學家亞倫在一個偶然的機會裡,發現那本在31年前出版的舊雜誌《自然科學》中,孟德爾所發表的論文,於是將這篇論文在巴黎科學雜誌上重刊了一次。由於當時的科學界已經能了解遺傳研究的實用性,這使孟德爾的名聲立即傳揚於全世界,而使他一瞬間成為一位偉大的科學家。從1900年開始,許多人都在研究孟德爾的論文,許多學生重複地做著各種遺傳上的實驗,發現他的理論全是對的。今日孟德爾的理論被科學家廣泛地應用到性學、細胞學、胚胎學、優生學上以及動物品種的培養,將來必然會利用他的定律來控制某些疾病的遺傳。因此後世的人們尊他為「遺傳學之父」,他對於人類生活的改進,造福人的功績是永不可磨滅的。
十、孟德爾的貢獻
(一) 碗豆實驗(遺傳學法則)
1853年秋,孟德爾告別了繁華的維也納,返回了奧古斯汀修道院,他在科技學校兼課。
在1854年納波授權孟德爾管理寺院的2公頃(4.9英畝)實驗園作實驗,它最初是由納波在1830年種植實驗。
修道院院長納波希望孟德爾尋求植物遺傳的法則,孟德爾一邊在科技學校兼課,一邊用豌豆來作雜交實驗。為什麼要作這樣的實驗呢?因為碗豆容易成長,雜交手續簡單,容易配對,形成了新的後代,觀察每一個不同特性的變化。並且推論出它們在連續世代中出現的法則。
孟德爾豌豆的初步實驗,研究豌豆的的七大特點: 種子形狀、花的顏色、 種皮色、 豆莢形狀、 生莢的顏色、 花的位置,和株高。
1. 顯性與隱性
孟德爾首先,讓長莖碗豆和短莖碗豆交配,則產生的後代,無論子代和孫代全部是長莖。一直到第二代孫子,才發現四株之中有一株是短莖。孟德爾認為,這是因為長莖的特性較強,而掩蓋了短莖的特性;但是短莖的特性並沒有消減而仍然影響著後代,只是被隱藏了起來,一直到第二代孫子上才顯露出來。孟德爾把這種現象命名為「優性定律」。
他進一步利用動物作實驗,讓白鼠和黑鼠交配,則第一代兒子中全是黑鼠;再讓第一代的兒子黑鼠彼此交配,則第二代孫子中有四分之一是白鼠。如果我們仔細觀察,你會發現一個人像祖父的部分,往往比像父親的部分還要多。
1865年,他的苦心終於結出成果,他發現了「孟德爾遺傳法則」。而在布爾諾的自然研究會的小集會上,以兩天的時間讓表了他的實驗論文,題目是《對於植物雜種的實驗》。大約有四十個人參加這個發表會,但是沒有人能真正體會到這篇論文的重要性。
不久孟德爾把他的論文印刷四十份左右,寄給歐洲各地的學者,請教他們的意見,但始終沒有得到令人滿意的回答。當時沒有人發現這篇論文的價值,因而都沒有加以理會;但是孟德爾並沒有因此而灰心,他有著堅定不移的信念,仍默默地進行他的研究工作。後來,孟德爾把自己多年來所有的研究結果加以整理,做了整體性的敘述;在一份名為《自然科學》的雜誌上發表了上,這篇論文融合了他一生的研究結晶,這時是1966年,孟德爾四十五歲。也是他當上修道院的院長前二年。
2. 顯性與隱性的解釋
現在以碗豆的高、矮解釋如下:
A代表高株,a代表矮株
孟德爾將高莖的豌豆種子收集起來進行了培植,又將培育出來的植株中的矮莖剔除而將高莖篩選出來,留下的高莖種子第二年再播種培植,如此重複篩選幾年,最終種下的種子完全都能長成高莖。以同樣的手段,經多年努力又篩選出了絕對長成低莖的種子。這樣確定產生了純高莖碗豆,我們以AA表示,也用同樣方法產生純低莖碗豆,我們以aa表示。
(1) 第一代子女全都是Aa,是高莖碗豆,如下表:
父親(AA)
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母親(aa)
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子女
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Aa
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Aa
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Aa
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Aa
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(2) 第二代子女:3高莖碗豆,1低莖碗豆。如下表:
子女(Aa)
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子女(Aa)
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孫子(AA)
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孫子(Aa)
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孫子(Aa)
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孫子(aa)
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(3) 交配情形如圖2:
圖2:孟德爾碗豆試驗的第二代交配高莖與矮莖結果