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第八十章 默默無聞的遺傳學家——孟德爾

  格裏戈爾·約翰·孟德爾(1822—1884)以發現遺傳基本定律而聞名於今日,但在他活著時,他的科研成果卻沒有受到重視。直至1900年,三位不同國籍的歐洲人重新發現了他所發現的遺傳定律。他們在查閱舊雜誌,以便發表自己的論文時,意外地發現35年前的孟德爾已經發現了這些現象,從而,才使一直埋沒的孟德爾名揚天下。

  格裏戈爾·約翰·孟德爾生於奧地利摩拉維亞地區布龍城(現捷克的布爾諾)一個貧苦的農民家庭。他在本村的小學接受了啟蒙教育。小學教師、開明的施賴貝爾神父除了給他們講授基本課程,還教給他們自然科學知識。孟德爾熱愛園藝和養殖,常常在自家的果園裏幫助父母幹活。這一愛好伴隨了他的一生。孟德爾在校學習成績優異,經老師的請求,父母同意他升入中學。1834年他轉入特羅堡的預科學校繼續學習。因為家貧,他的生活極其艱苦,常常餓著肚子聽課。在他16歲時,父親在幹活時被樹砸傷,結果他連學費也繳不起了,隻好在校外找活幹,當家庭私人教師,才勉強完成高中的學業。

  為了學有所成,1840年,在姐姐的資助下,他進入奧爾繆茨大學的哲學學院攻讀哲學。由於既要學好課程,又要打工維持生活,致使他貧病交加,3年的大學生活過得更加艱難。為了擺脫整日“為生存而鬥爭的痛苦”,他有心去當神父。此時,布龍的奧古斯丁修道院正好需要一名候選人,在他的老師F。佛朗茨教授的推薦下,1843年10月,他進修道院做了一名見習修道士,格裏戈爾就是這時所起的道名。他沒有想到為生活所迫采取的這一行動卻成為他人生的一大轉折。

  當時的修道院是摩拉維亞社會的學術和科研的中心,院長F。C。納普是當地的知名人士,在政界與教育界擔任過重要職務,還是摩拉維亞農業協會的負責人。他積極研究遺傳規律,改良作物品種,在修道院內設立了一個植物園,栽種各種樹木。孟德爾入修道院後,被安排在植物園工作。1844—1848年,孟德爾被送進哲學學院學習神學,並按照院長的意見選修了農學、果樹學、葡萄栽培等課程。1848年被授予牧師職位。1849年孟德爾被派到附近的學校當代課教師,教數學、拉丁語、希臘語等。他教學認真,頗得師生們的好評。1850年他參加了奧地利國家的中學教師資格考試,但卻沒有通過動物學的考試。在物理學教授的推薦下,納普院長又送他到維也納大學理學院學習。這次學習使他接觸到許多最新的知識,極大地開闊了眼界。他參加了維也納動植物學會。這十幾年在修道院的生活與接觸的人物,對他的以後產生了很大的影響。

  1853年孟德爾回到布龍修道院,任布龍科技學校的代課教員,講授動植物等課程。1856年他又參加教師資格考試,又是無功而返。此次打擊使他病倒數月,以後沒有再參加考試。因而,他一直沒有成為正式教師。

  他參加了摩拉維亞農業協會。在教學之餘,他利用修道院裏的空地栽種了豌豆、菜豆、玉米、草莓等作物,還飼養了蜜蜂、小家鼠等,供做動植物遺傳雜交試驗之用,以尋找植物性狀的遺傳規律。經過反複試驗,他發現豌豆是研究遺傳雜交的最好材料,前後培育出34個豌豆品種。不久,又選出22個性狀穩定的品種,其中有7對性狀最明顯,如高莖和矮莖,光滑和皺皮的種子,黃色和綠色的葉子,飽滿和不飽滿的豆莢等。從1857年開始,他連續栽培豌豆,進行豌豆自交試驗,培養出具有親本的遺傳性狀的種子。他對這種自交係種子分別種植,觀察其後代的衍變情況。他發現:

  親本子1代子2代(比例)

  高莖一矮莖全為高莖高莖(2.84):矮莖(1)

  光滑種子一皺皮種子全為皺皮種子光滑種子(2.96):皺皮種子(1)

  黃色子葉一綠色子葉全為黃色子葉黃色子葉(3.01):綠色子葉(1)

  飽滿豆莢一不飽滿豆莢全為飽滿豆莢飽滿豆莢(2.95):不飽滿豆莢(1)

  他設想,在生物細胞中存在著遺傳因子,這種因子在生殖細胞中是獨立存在,並且各自保持純粹狀態的。他將子1代表現出來的性狀叫顯性,子2代表現的性狀叫隱性。而它們在進入雜種細胞時表現為相互分離、互不影響的隨機組合過程,並統計出3:1的分離律。由此,他提出了遺傳學中最基本、最一般的規律:“分離定律”、“自由組合定律”。1865年他在布龍自然科學學會上介紹了他的研究成果。由於使用了數學的統計分析方法,令與會者不知所雲,而沒有被承認(實際上,他引進數學方法研究遺傳學,是在研究方法上的一大突破,以後日益顯示出其具有的先進性與實用性)。翌年,他在奧地利自然科學學會年刊上發表了他的論文《植物的雜交試驗》,仍舊沒有引起社會反響。

  1867年納普院長去世。1868年孟德爾在12張選票中以11票的多數當選為修道院院長,這使他的生活發生了極大的變化。在當時,修道院院長是有權有勢的職位。上任後他不得不參與院內的行政工作和各種社交活動,如1873年出任摩拉維亞聾啞學校督導,1881年任摩拉維亞抵押銀行董事長,等等。這使他對一直進行的植物雜交試驗和氣象學研究漸漸顧不上了。1873年,他匆匆停止了正在進行的山柳菊雜交試驗。

  孟德爾性格內向、倔強,卻不孤僻,可能是早年痛苦的生活經曆,使他具有了頑強的反抗精神。1874年帝國議會通過法案要求修道院交納教會基金稅。按照此法令,布龍修道院每年要將其全部財產的十分之一上繳。為了捍衛修道院的財產不受侵害,孟德爾聯絡了其他幾家修道院提出上訴,要求撤銷該項法令或減少納稅額。起初政府試圖收買孟德爾,但他不為所動,結果政府采取強製手段,沒收了修道院的兩個莊園。其他修道院長們見此紛紛改弦易轍。孟德爾不畏孤立拒不交稅,頑強地一次又一次上書抗議,而政府為了維護其權威也絕不讓步。這場衝突直至孟德爾去世才達成和解。

  鮮為人知的是,孟德爾還是位養蜂專家和園藝學家。1870年他加入了摩拉維亞養蜂家協會,在修道院的後山上飼養了大約50箱蜜蜂。1872年他在養蜂家協會上作的關於蜜蜂的雜交實驗報告,受到養蜂專家們的肯定。1874年養蜂家協會選舉他擔任了協會主席,1877年協會授予他榮譽會員的稱號。他還從事過氣象學和天文學的研究,參與創建了奧地利氣象學會,在歐洲首倡使用電報發布農業氣象預報。

  遺傳學是研究生物各種性狀通過繁殖傳遞給後代的規律及其物質基礎的科學。孟德爾揭示的遺傳定律奠定了現代遺傳學的基礎。1900年重新發現分離規律的三位歐洲學者首次肯定了孟德爾對遺傳學的重大貢獻。以後,美國人摩爾根發現了遺傳學的第三個定律——連鎖一互換規律,發表《基因論》等著作,進一步發展了他的基因理論,形成了著名的孟德爾一摩爾根學派,確立了在遺傳領域的主導地位。正是由於孟德爾孜孜不倦的努力,才使遺傳學得以建立,促進了人們對生命的認識,也促進了農學、園藝學、醫學、人類學的蓬勃發展。1958年美國兩位遺傳學家由於對微生物遺傳機能的研究而獲得諾貝爾生物醫學獎。

  
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