1859年,達爾文的科學鉅著《物種起源》在英國出版。當他的進化論在英國引起軒然大波的時候,另外一場風暴正在海峽另一邊的歐洲大陸醞釀著,這場風暴的發起人是奧地利聖托馬斯修道院的孟德爾神父。
達爾文
1856年,孟德爾在修道院後面開墾出一塊長35米、寬7米的土地,用34粒豌豆種子開始了他的豌豆雜交實驗,並一直持續了8年時間。後來,他天才地總結出遺傳學的兩大定律。
孟德爾花了很長時間把實驗結果整理成題目為《植物的雜交實驗》的講稿,於1865年在布倫市自然科學學會上演講並於1866年發表。
超越時代的頭腦,註定是孤獨的。孟德爾的發現,被同時代的人忽略了,沒有知音、缺少回聲、無人喝彩。
孟德爾
直到1900年,三位科學家分別重新發現了孟德爾的論文,並且認識到孟德爾理論的重要意義。而這時,孟德爾已經去世16年了。
生前,他不止一次對身邊的同事說:“我的時代將會來臨。”
現在,孟德爾被公認為現代遺傳學的奠基人,被譽為“現代遺傳學之父”。
本文將從另一個角度,梳理一下不為人知的關於孟德爾的16條冷知識。
1
孟德爾祖籍原為奧地利西里西亞海因策道夫村,今屬捷克共和國。
孟德爾祖籍所在地在今天的捷克南摩拉瓦州
2
孟德爾的父親曾在奧地利的軍隊裡服役,抵抗過拿破崙軍隊的入侵。
3
因為貧窮,孟德爾讀高中時經常捱餓。後來靠著家裡本來給妹妹準備的嫁妝錢讀完了大學預備班。同樣是因為貧窮,無法去大學深造,只好透過他物理老師的推薦去修道院任職。
4
聖托馬斯修道院屬於奧古斯丁修會,是當時天主教最自由的修會,擁有國內最大的圖書館,注重教育與研究,科研氛圍濃厚,很多修道士兼任附近中學的老師。
5
自1849年,孟德爾開始在中學任數學和拉丁文代課教師,持續了9年時間。於1850和1856年參加過兩次教師資格考試,遺憾的是都沒有透過。
6
孟德爾邏輯嚴密的實驗設計以及嚴謹的數學分析,應該和在維也納皇家大學進修時受教於兩位赫赫有名的物理學家有很大關係,一位是因“多普勒定律”聞名世界的多普勒教授,孟德爾當過他的實驗示範助理。另一位是精通統計學的艾丁斯豪森教授,孟德爾擅長在看似雜亂的資料中尋找規律,顯然是受到這位教師的影響。
多普勒像
7
最初,孟德爾本來是選用小鼠來做雜交實驗的,他用褐色小鼠和小白鼠雜交,觀察其後代毛色的變化。後被主教巡視時發現,主教認為動物雜交與禁慾的修道士身份不符,遂及時制止。現在看來,主教其實幫了孟德爾的忙。
8
自1856年,孟德爾用34粒豌豆種子開始了他的豌豆雜交實驗,8年內,他總共進行了大約兩萬八千株豌豆的雜交。
豌豆的人工授粉
9
孟德爾總結出遺傳規律以後,曾和著名的植物學家納吉里透過信件交流達7年之久,但沒有得到他的認可和鼓勵,納吉里對孟德爾的結果不以為然,認為孟德爾需要用其他植物做更多的實驗才可得出結論。
10
為得到納吉里的認可,從1870年開始,孟德爾選用納吉里的實驗材料——山柳菊做雜交實驗。山柳菊花朵很小,雜交實驗損傷了孟德爾的視力,但孟德爾發現他的法則對山柳菊完全不適用。實驗結果對孟德爾打擊很大,曾一度對自己得出的法則產生懷疑。孟德爾不知道的是,自然狀態下的山柳菊採用的是無性生殖,雖然看起來子代和親代性狀相同,但他實驗時用到的植株並不是純種。
山柳菊
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當時孟德爾選擇豌豆的7對相對性狀進行雜交實驗,我們現在知道,豌豆有7對同源染色體,如果決定兩對相對性狀的兩對基因位於同一對染色體上的話,雜交結果是不符合自由組合定律的。巧合的是,孟德爾統計時選擇的兩對相對性狀,要麼對應的兩對等位基因正好位於不同對的染色體上,要麼在同一對染色體的較遠位置(互換律很高)。不得不說,孟德爾能夠透過豌豆雜交得出自由組合定律也是非常幸運的。
12
1867年,聖托馬斯修道院的納普院長去世,次年,孟德爾擔任院長。之所以孟德爾被推舉為院長,原因有三:首先,按照當時的法律,每當修道院換院長,政府就可以從修道院抽取一筆數額不小的稅金,所以從修道院角度考慮,選擇一個年輕點的人擔任院長比較經濟,而孟德爾時年45歲,年富力強;其次,院長人選要經過皇帝核准,而孟德爾和皇帝同為日耳曼人;最後,孟德爾與世無爭,人緣不錯。
13
孟德爾幾乎讀過達爾文所有的著作,但好像並沒有給達爾文寫過信。1881年,德國植物學家佛克在他著的《植物雜交》一書中,18次提到孟德爾。達爾文曾經有這本書,但並沒有閱讀到涉及孟德爾理論的內容。即使達爾文看到孟德爾的理論,估計數學水平近乎白痴的達爾文也會被枯燥的數字和字母嚇倒。事實上,達爾文做過金魚草的雜交實驗,在子二代得到過88株雙瓣花和37株三瓣花。但是對實驗結果進行資料分析,超出了以觀察和歸納見長的達爾文的數學能力。這些資料只有在思維嚴謹的孟德爾手中,背後的基本原理才得以釐清。
14
修道士禁止結婚,當然如果放棄修道士身份是可以結婚的。孟德爾終生未婚,他說為保持旺盛的腦力,決心捨棄生殖權。他的這一觀點十分可笑,且毫無科學依據。個人猜測,開始時,修道院生活給他提供了科學研究的物質保障,而慢慢適應下來,按照電影《肖申克的救贖》中的說法,孟德爾是被體制化了。
15
1900年,三名科學家分別在歐洲三個不同的國家發表論文,不約而同提到孟德爾的遺傳規律。我們習慣上稱之為“孟德爾遺傳規律的再發現”,其實,“再發現”這一說法值得商榷。這三人都和孟德爾有間接的關係:荷蘭的弗里斯是納吉里的學生,德國的柯倫斯是納吉里的侄女婿,奧地利的謝馬克是孟德爾大學植物學老師的外孫,難道這都是巧合?
16
從1856年直到孟德爾逝世前3天,孟德爾一直兼任布倫市的氣象觀察員。日復一日、風雨無阻。