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孟德尔------被忽视的科学怪人

孟德尔------被忽视的科学怪人

作者: A火红蚂蚁图书馆1593360 | 来源:发表于2019-11-02 22:49 被阅读0次

    “瞧!我的时代到来了!------孟德尔

    让时光倒流到一个世纪以前吧:一个严酷的冬季,在奥地利布隆市修道院前的广场上,身着黑色丧礼服的几百位人士,正在为一位刚刚逝去的修道院院长举行葬礼。会场庄严肃穆,人们同情这位死者,敬佩这位死者,怀念这位死者,祈祷上苍,让这位死者的灵魂真正升上天堂。然而,当这位功盖千秋、死不瞑目的逝者的灵柩被放进城市中央墓地的墓穴之时,无论是宗教人士、科学家,还是普通百姓,有谁知道这里安歇的是一位被忽视的科学伟人?

    孟德尔(Gregor Johann Mendel)是奥地利植物遗传学家、现代遗传学的奠基人,他在去世16年之后才被世人所认识,他的名字与伽利略、牛顿、哥白尼、达尔文等科学巨匠并列在一起。

    孟德尔1822年7月22日生于奥地利西里西亚附近的海岑多夫村,1884年1月6月去世于奥地利波希米亚的布隆,现捷克布尔诺。孟德尔是农民的儿子,他的家庭几代务农。追溯历史,孟德尔的祖辈一直是贫苦的农奴,自他父亲安东•孟德尔起,他家才有了自己的土地。所以,他童年时贫穷艰辛,只得为庄园主看果树以谋生计。爱好园艺的父亲擅长果木嫁接,田间劳作之余,总在自家园地里精心呵护奇花异草。孟德尔从小受父亲的熏陶,不但早早精通了农活,而且对园艺技术产生了浓厚的兴趣。在劳动之余,孟德尔学到了许多知识,为他后来的成长,以至从事的科学研究,播下了健康的种子。据载,在孟德尔10岁那年,他的父亲就告诉他,树木的成长需要养料,但比养料力量更大的是树木的本性,即所谓“遗传”性质。这样的所见所闻,在孟德尔的心灵中深深地扎下了根。

    在学校读书六年后,孟德尔于1840年进入奥尔米茨大学学哲学(在此学习两年)。本着寻找一个“一辈子不会挨饿”的职业的想法,孟德尔于1843年10月9日进入布隆奥古丁修道院,改名格雷戈尔。这座与众不同的修道院实际上是当地的一个文化活动中心,是孟德尔的好去处:它十分重视自然科学研究,院长耐普不断招贤纳士、网罗科学人才,并亲临大学学堂讲授课程。1844年--1848年,孟德尔在这所哲学学院学习神学。1848年,孟德尔被任命为修道院附近教区的牧师。1851年---1853年孟德尔被推荐到维也纳大学进修。 

在这里,他受到了良好的数学分析训练,并钻研了盖尔特勒(C.. Gartner,1772-1852)的《植物杂交的试验与观察》一书。这真是千载难逢的机会。发现“多普勒效应”的著名奥地利物理学家多普勒亲自讲授实验物理学课、亲自主持物理演示实验;杰出植物学家翁格尔也在此授课,他的《植物的解剖和生理》等著作使孟德尔获益匪浅。孟德尔还从他那里学到了新鲜的细胞学说;克奈尔(R.Kner)的动物学实验和动物分类课、艾丁豪森的高等数学和物理装置课、莱坦巴恰的化学课程,都使孟德尔受到了系统、严格的自然科学训练,为他将来的科学实践打下了坚实的基础。可以说,在维也纳的两年留学,是孟德尔科学生涯中起决定作用的重大转折点。

1853年秋,孟德尔回到布隆,被派往布隆高等技术学院任助教,讲授物理学和博物学。他与教师工作有缘,但与教师资格无缘,据载,他曾三次参加教员资格的甄选考试,但均落第,未被录取……他获得了卓越的科研成果,在教学岗位上却始终是个“客串”的。

孟德尔既爱数学又爱植物,利用教学之余做豌豆品种的杂交实验是孟德尔最热衷于从事的活动。作为农民的儿子,他童年时期在园艺方面的经历使他对杂交在进化方面的作用深感兴趣,1856年起开始他连续8年在修道院的菜园里植种豌豆的研究,进行植物杂交育种的试验。

这是一块仅有大约之物35×7m2的贫瘠土地,早在1830年就被辟为修道院的植物试验场地。另有一间22.7×4.5m2的玻璃育种室和一间14.8×3m2的温室。不要小看这些弹丸之地,这可是孕育遗传学定律的圣地、产生现代遗传学奠基人的摇篮。

孟德尔从许多种子商人那里弄来了34个豌豆品种,并用其中22个品种做杂交试验。恰当的选种是孟德尔成功的重要前提。这些豌豆品种都有某种易于区分的稳定性状,如高茎或矮茎、圆粒或皱粒、灰色种皮或白色种皮、红花或白花,等等。孟德尔选材的聪明还体现在:豌豆栽培简单、计数方便、杂交容易、杂种可育。实验持续了8年,他把具有成对相对性状的豌豆进行人工交配,再用杂种一代作相互交配,然后对杂种二代的性状、数目作详细的统计分析。他处理了数以千计的植株,数了近万颗种粒,研究了碗豆的7种性状,不厌其烦地记录、计算,研究杂交后代的特征比率,终于如愿以偿,得到重要的结果,发现了植物性状的传递规律。孟德尔根据他的实验得出结论:他研究的每一对性状均由两个遗传因子(来自的亲本)来决定,而生物的精子或卵子只包含每一对因子中的一个;一种性状的因子分到配子中是独立的,不受其他性状因子的影响。

孟德尔的研究成果今天已总结为分离定律和独立分配定律:(1)成对相对性状的植物杂交,子一代的性状只表现为一个亲本的(显性)性状,子二代则会发生性状分离,且显性性状和隐性性状个体数之比为3:1;(2)具有两对或两对以上相对性状的植物杂交,子二代成对不同性状个体数各自按3:1的比例分离,并且互不干扰(相互独立)。这神奇的“3:1”可不是等闲之物!在遗传学上,这“3:1”就像数学上的“黄金分割”、物理学上的重力加速度,是科学皇冠上的璀璨明珠!

1865年孟德尔在布隆自然科学研究学会上宣读了他在杂交试验方面的研究工作的简要说明并发表题为《植物杂交试验》的研究报告,并分送到134个科学单位。可是,这份包含着卓越成就的出色论文几乎没有被任何人重视,孟德尔的思想终究没有被当时的专家们理解。

孟德尔曾反复详细地阐述过他的结果,但给听众和读者留下的印象终究是浮浅的,理解、支持者寥寥无几。他意识到自己的卑微身份,得能征得著名植物学家的赏识才是上策。这就是他从60年代初就把他的论文寄给耐格利,并与之保持长期联系的缘故。耐格利将文章粗略地看了一遍,显然对其中的数学计算感到了厌烦。一篇出于名不见经传的修道士之手、文不及义、又满纸充斥着艰难的计算和比率的论文,在他看来是没有多大价值的。他草草地写了几句冷淡的评语就把文章退回去了。此举使孟德尔大为沮丧,但他还是礼貌对待这位老科学家,给他写了10封信。诚然,耐格利提出要孟德尔寄给他种子,他要亲自试种一些孟德尔的种子,但据说他从未种过,只是口头上说说,虚应一番罢了。20年后,耐格利写作他的关于进化论的著作时也没有提及孟德尔的名字。

1886年孟德尔成为修道院院长,但他的著作依旧默默无闻,很少有人去翻阅发表孟德尔晦涩难解论文的杂志,看到文章的人或谙于植物学而疏于数学,或通晓数学而不懂植物学。这两种人都把文章轻轻地放过了。1884年孟德尔孤独悲哀地死去,生前从未想到过有一天他会一举成名。耐格利做梦也没想到他犯了一个多么严重的错误。

直到1900年他的工作被荷兰的德弗里斯、德国的柯灵斯和奥地利的丘尔马克偶然发现后,由杂交试验所获得的遗传法则的真正价值才被理解,现今被称为孟德尔发现的遗传定律才终于引起了全世界科学界的重视。这三位不同国籍的科学家当时都完全不知道孟德尔的发现,也都不清楚另外两人在做同一领域的工作,他们分别独立地重新发现了孟德尔定律。德弗里斯从1892年起进行植物杂交试验,获得了与孟德尔相同的结论。在追踪文献时,他才从美国植物学家贝利(L.H. Bailey)的《植物育种》一书中知道了孟德尔的工作。他发表在德国《植物学会会志》第18卷第83页的论文《杂种的分离法则》中对孟德尔的工作做了评述。

孟德尔在晚年曾自信地说:“瞧!我的时代到来了!这一预言终于在20世纪的开端成了现实。

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