Γκρέγκορ Μέντελ - Πατέρας της Γενετικής: Βιογραφία, Πειράματα και Γεγονότα

Περιεχόμενο

• Γκρέγκορ Μέντελ Βιογραφία: Τα πρώτα χρόνια
• Εγγραφή στο Φιλοσοφικό Ινστιτούτο
• Είσοδος στη Μονή του Αγίου Θωμά
• Πρόωρη ζωή στη Μονή του Αγίου Θωμά
• Σπουδές στο Πανεπιστήμιο της Βιέννης
• Πού δούλευε ο Γκρέγκορ Μέντελ;
• Τα πρώτα πειράματα του Gregor Mendel
• Τα πειράματα των φυτών μπιζελιού του Gregor Mendel
• Ronald Fisher εναντίον Gregor Mendel: Γεγονότα
• Ανανεωμένο ενδιαφέρον για την ανακάλυψη του Gregor Mendel
• Η γραφή και η υποτροφία του Mendel
• Οι νόμοι του Γκρέγκορ Μέντελ
• Μη-Μεντελιακή Γενετική
• Η αργότερη ζωή του Gregor Mendel
• Gregor Mendel Αποσπάσματα

Ο Johann Mendel, αργότερα γνωστός ως Gregor Mendel, γεννήθηκε στις 22 Ιουλίου 1822 στο Heinzendorf bei Odrau, ένα μικρό χωριό σε ένα τμήμα της αυστριακής αυτοκρατορίας που είναι σήμερα γνωστό ως Τσεχία ή πιο πρόσφατα Τσεχία.

Ο Mendel θεωρείται πατέρας της σύγχρονης γενετικής, αλλά το έργο του αγνοήθηκε σε μεγάλο βαθμό μέχρι το θάνατό του το 1884.

Έλαβε το προστιθέμενο όνομα του Γκρέγκορ όταν προσχώρησε σε ένα μοναστήρι το 1843, όπου τείνει στους κήπους των μοναχών και διεξάγει τα γνωστά πειράματα φυτικών μπιζελιών.

Γκρέγκορ Μέντελ Βιογραφία: Τα πρώτα χρόνια

Ο Johann Mendel γεννήθηκε στους χωρικούς αγρότες, Anton και Rosine Mendel. Μεγάλωσε σε γερμανόφωνη αγροτική περιοχή με τους γονείς του και τις δύο αδερφές του, την Βερόνικα και την Θηρεσία. Ο Johann παρακολούθησε ένα σχολείο προετοιμασίας που ονομάζεται Γυμνάσιο όπου η ακαδημαϊκή υπόσχεσή του αναγνωρίστηκε από τον τοπικό ιερέα. Στην ηλικία των 11 ετών, αποστέλλεται σε σχολείο στο Troppau.

Όντας ταπεινό μέσο, ​​η οικογένειά του δεν μπορούσε να υποστηρίξει το αγόρι μόλις έφυγε από το σπίτι. Ο Μέντελ έπρεπε να διδάξει άλλους σπουδαστές για να υποστηρίξει τον εαυτό του. Κατά τη διάρκεια της εκπαίδευσής του, υπέφερε από περιόδους κατάθλιψης και επέστρεψε στο σπίτι περιοδικά για να ανακάμψει, αλλά τελικά αποφοίτησε.

Στη συνέχεια, ο Mendel εισήγαγε ένα διετές πρόγραμμα στο Φιλοσοφικό Ινστιτούτο του Πανεπιστημίου Olmütz, ονομάζεται επίσης Olomouc. αυτό το πρόγραμμα ήταν απαραίτητο πριν από την έναρξη των πανεπιστημιακών σπουδών.

Εγγραφή στο Φιλοσοφικό Ινστιτούτο

Τα πράγματα δεν πήγαν τόσο καλά για τον Mendel στο Olomouc, παρά τη νοημοσύνη και την αγάπη του για μάθηση. Έζησε περισσότερες οικονομικές δυσκολίες, δεδομένου του γλωσσικού φραγμού που αντιμετώπισε στην κυρίως τσεχική περιοχή.

Για μία ακόμη φορά υπέστη σοβαρή κατάθλιψη και έπρεπε να επιστρέψει στο σπίτι για να αναρρώσει.

Η μικρότερη αδελφή του, η Θηρεσία, ενθάρρυνε τον αδελφό της να ολοκληρώσει την εκπαίδευσή του και μάλιστα προσφέρθηκε να τον βοηθήσει με το κόστος της σχολικής του εκπαίδευσης. Η Theresia γενναιόδωρα έδωσε στον Johann το μέρος της οικογενειακής περιουσίας που σχεδίαζε να χρησιμοποιήσει έχει μια προίκα.

Χρόνια αργότερα, η Mendel επέστρεψε το χρέος βοηθώντας την να αυξήσει τους τρεις γιους της. Δύο από αυτούς έγιναν γιατροί.

Είσοδος στη Μονή του Αγίου Θωμά

Ο νεαρός Mendel ήθελε να προωθήσει την εκπαίδευσή του, αλλά δεν μπορούσε να το κάνει. Ένας καθηγητής τον προέτρεψε να ενταχθεί στο μοναστήρι του Αγίου Θωμά στο Brünn (Brno, Τσεχία) και να συνεχίσει την εκπαίδευσή του. Το περίεργο και αναλυτικό μυαλό του Μέντελ τον έσυρε στη μελέτη των μαθηματικών και της επιστήμης. Επέλεξε την Αγ.Thomas λόγω της φήμης της παραγγελίας για προοδευτική σκέψη εμπνευσμένη από την εποχή του Διαφωτισμού.

Το μοναστήρι λειτούργησε κάτω από τον Αυγουστριανό πιστό ανά scientiam ad sapientiam ("από τη γνώση στη σοφία") και επικεντρώθηκε στην ακαδημαϊκή διδασκαλία και έρευνα. Με την είσοδό του στη μονή ως αρχάριος το 1843 το όνομά του έγινε Gregor Johann Mendel.

Η επίσημη εκπαίδευσή του και η προσωπική του εμπειρία που μεγάλωσε σε ένα αγρόκτημα τον έφεραν ένα πλεονέκτημα στις γεωργικές εργασίες της τάξης.

Πρόωρη ζωή στη Μονή του Αγίου Θωμά

Η Μοραβιανή Καθολική Εκκλησία, μαζί με διανοούμενους και αριστοκράτες, γνώριζαν τη σημασία της επιστήμης στη δεκαετία του 1900. Ο Γκρέγκορ Μέντελ κλήθηκε να μάθει όλα τα είδη επιστημών, συμπεριλαμβανομένης της καλλιέργειας των φυτών. Σε απόλυτη αντίθεση με την υπόλοιπη ζωή του, ο Mendel απολάμβανε την πολυτέλεια του καλού φαγητού.

Το μοναστήρι ήταν γνωστό για την εκπαίδευση γαστρονομίας και μαγειρικής τέχνης.

Ο Gregor Mendel παρακολούθησε μαθήματα στο Brünn Theological College και το 1847 χειροτονήθηκε ιερέας. Στα πλαίσια των μοναστικών του καθηκόντων, εργάστηκε ως δάσκαλος επιστημών υψηλού επιπέδου. Ωστόσο, απέτυχε μια νέα εξέταση πιστοποίησης των καθηγητών το 1850 και οι εξεταστές συνέστησαν να παρευρεθεί στο κολλέγιο για δύο χρόνια προτού πάρει ξανά τη δοκιμασία.

Σπουδές στο Πανεπιστήμιο της Βιέννης

Μεταξύ 1851-1853, ο Gregor Mendel απολαμβάνει σπουδές στο Πανεπιστήμιο της Βιέννης υπό την επίβλεψη των διάσημων μαθηματικών και φυσικών Christian Doppler και Andreas von Ettinghausen. Ο Mendel εμβάθυνε την κατανόηση των φυτών όταν συνεργάζεται με τον βοτανολόγο Franz Unger.

Η διατριβή του Mendel διερεύνησε την προέλευση των βράχων, που ήταν τότε ένα αμφιλεγόμενο θέμα.

Στο Πανεπιστήμιο της Βιέννης, ο Mendel έμαθε προηγμένη ερευνητική τεχνική και επιστημονικές μεθοδολογίες, τις οποίες ακολούθησε στη συστηματική καλλιέργεια φυτών μπιζελιού. Ονομάζεται πατέρας της σύγχρονης γενετικής διότι αναγνώρισε τους θεμελιώδεις νόμους της κληρονομιάς και υπολόγισε τις στατιστικές πιθανότητες τους, μια δεξιοτεχνία που επεξεργάστηκε στο UV.

Ο Mendel ήταν ένας από τους πρώτους επιστήμονες που ενσωμάτωσαν τα μαθηματικά στον τομέα της βιολογίας.

Πού δούλευε ο Γκρέγκορ Μέντελ;

Ο Γκρέγκορ Μεντέλ πέρασε πολλά χρόνια από τη σταδιοδρομία του, διδάσκει μαθητές γυμνασίου στα σχολεία του Brünn και γύρω από αυτόν, ενώ κατοικούσε στο μοναστήρι του Αγίου Θωμά. Ο νεαρός μοναχός έλαβε άδεια από τους ανωτέρους του να διενεργήσουν μια διαχρονική μελέτη υβριδισμού των φυτών στον ελεύθερο χρόνο του. Ο Mendel επετράπη να πραγματοποιήσει πειράματα στο δικό του εργαστήριο, το οποίο ήταν ουσιαστικά το θερμοκήπιο της Μονής και ο οικόπεδο των 5 στρεμμάτων.

Αργότερα στη ζωή, ο Mendel έγινε ηγούμενος του μοναστηριού του Αγίου Θωμά όπου ζούσε και εργάστηκε για τις υπόλοιπες μέρες του στη Γη.

Τα πρώτα πειράματα του Gregor Mendel

Το πρώτο γενετικό πείραμα του Mendel ξεκίνησε με ποντίκια και στη συνέχεια μεταφέρθηκε σε μπιζέλια κήπων (γένος Pisum). Η δουλειά του Mendel με ποντίκια σταμάτησε όταν ο επίσκοπος πληροφορήθηκε ότι ο Mendel ανέβαζε τα ποντίκια σε κλουβιά στα μικρά σπίτια του. Αν ο Mendel είχε φτάσει εκεί για να διασχίσει καθαρά μαύρα και άσπρα ποντίκια, θα έκανε μια ενδιαφέρουσα ανακάλυψη σχετικά με την κυριαρχία και την ατελή κυριαρχία.

Μεντελική γενετική - βασισμένη στις παρατηρήσεις των κληρονομικών χαρακτηριστικών του μπιζελιού - θα προέβλεπε λανθασμένα όλα τα μαύρα ποντίκια, όχι τα γκρίζα ποντίκια, στην πρώτη γενιά (F₁).

Ο Mendel άρχισε να σχεδιάζει προγράμματα πειραματικής υβριδοποίησης των μπιζελιών στο μοναστήρι το 1854. Το έργο του έγινε δεκτό από τον ηγούμενο κύριο Cyril Knapp, ο οποίος θεωρούσε τη μελέτη χαρακτηριστικών σχετικών με το διεθνές εμπόριο που έθετε σε κίνδυνο τα οικονομικά της μονής. Οι μοναχοί έβαλαν πρόβατα και ανησυχούσαν για τις εισαγωγές αυστραλιανού μαλλιού που έπεφταν στο περιθώριο κέρδους του μαλλιού Merino.

Η Mendel επέλεξε να μελετήσει τα μπιζέλια των κήπων, αντί των προβάτων, επειδή τα μπιζέλια αναπτύσσονται εύκολα και έρχονται σε πολλές ποικιλίες και η γονιμοποίηση μπορεί να ελεγχθεί.

Τα πειράματα των φυτών μπιζελιού του Gregor Mendel

Μεταξύ του 1854 και του 1856 η Mendel καλλιέργησε και εξέτασε 28.000 έως 29.000 φυτά μπιζελιού. Χρησιμοποίησε στατιστικά μοντέλα πιθανότητας κατά την ανάλυση της μετάδοσης παρατηρήσιμων χαρακτηριστικών. Η εξαντλητική μελέτη του περιελάμβανε δοκιμές 34 ποικιλιών μπιζέλια κήπου για τη συνοχή των χαρακτηριστικών σε διάφορες γενιές.

Η μεθοδολογία του Mendel συνίστατο στη διέλευση ποικιλιών καθαρόαιμων (πραγματικών αναπαραγωγικών) φυτών μπιζελιού και στη φύτευση των σπόρων για να μάθουν πώς κληρονομούνται τα γνωρίσματα στην πρώτη γενιά (F₁). Το Mendel κατέγραψε το ύψος του στελέχους, το χρώμα των λουλουδιών, τη θέση του λουλουδιού στο στέλεχος, το σχήμα του σπόρου, το σχήμα του σκελετού, το χρώμα του σπόρου και το χρώμα του σκελετού. Σημείωσε ότι οι κληρονομικοί "παράγοντες" (που αναγνωρίζονται σήμερα ως αλληλόμορφα και γονίδια) ήταν είτε κυρίαρχοι είτε υποχωρητικοί για ορισμένα χαρακτηριστικά.

Όταν σπόροι από διασταυρωμένο γονίδιο F₁ τα φυτά αυξήθηκαν, παρήγαγαν μια αναλογία τριών προς ένα των κυρίαρχων προς τα υπολειπόμενα χαρακτηριστικά στην επόμενη γενιά (F₂).

Τα ευρήματα του Mendel δεν συνάδουν με τις ιδέες της εποχής, συμπεριλαμβανομένων εκείνων του διάσημου εξελικτικού βιολόγου Κάρολ Δαρβίνος. Όπως και οι περισσότεροι επιστήμονες του 19ου αιώνα, ο Ντάργουιν πίστευε ότι τα χαρακτηριστικά συνδυάζονται, όπως ένα κόκκινο λουλούδι που επικονιάζει με ένα λευκό λουλούδι που παράγει ροζ λουλούδια. Παρόλο που ο Δαρβίνος σημείωσε μια αναλογία τριών προς ένα των κυρίαρχων και υπολειπόμενων χαρακτηριστικών στα χτυπητήρια, δεν κατάλαβε τη σημασία.

Ronald Fisher εναντίον Gregor Mendel: Γεγονότα

Ο στατιστικός Ρόναλντ Φίσερ συνειδητοποίησε ότι τα δεδομένα και οι στατιστικοί υπολογισμοί του Mendel ήταν υπερβολικά τέλειοι για να είναι πιστευτοί. Άλλοι επιστήμονες μπήκαν στο χτύπημα ότι τα λάθη της έρευνας, μαζί με τη συνειδητή ή ασυνείδητη μεροληψία του Mendel, είχαν λανθασμένα αποτελέσματα. Για παράδειγμα, η κρίση φαινοτύπων όπως το αν ένα μπιζέλι είναι στρογγυλό ή τσαλακωμένο περιλαμβάνει υποκειμενικότητα.

Ωστόσο, οι υπερασπιστές των κληροδοτημένων πειραμάτων της Mendel, έτρεξαν τους δικούς τους υπολογισμούς της στατιστικής πιθανότητας και κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι τα ευρήματα του Mendel ήταν έγκυρα.

Ανανεωμένο ενδιαφέρον για την ανακάλυψη του Gregor Mendel

Στη δεκαετία του 1900, ο Mendel μεταθανάτιος αυξήθηκε από την αφάνεια στη φήμη όταν Carl Correns, Ο Χουγκό ντε Βρέις και Έριχ Τσσέρμακ ανεξάρτητα δημοσιευμένα ευρήματα έρευνας σύμφωνα με τα αποτελέσματα του Mendel.

Ο βαθμός στον οποίο ένας από τους επιστήμονες ήταν εξοικειωμένοι με τα προηγούμενα πειράματα υβριδισμού του Mendel αμφισβητείται. Οι μελέτες επιβεβαίωσαν την ανακάλυψη των κυρίαρχων και υποχωρητικών χαρακτηριστικών του Mendel.

Η γραφή και η υποτροφία του Mendel

Εκτός από το γεγονός ότι ήταν ιερέας, δάσκαλος, κηπουρός και ερευνητής, ο Mendel ήταν επιστημονικός συγγραφέας και λέκτορας. Δημοσίευσε έγγραφα που περιγράφουν τη ζημία των καλλιεργειών από έντομα.

Ο Mendel έδωσε επίσης διαλέξεις για το έργο του σε δύο συναντήσεις της Εταιρείας Φυσικής Ιστορίας Brünn στη Μοραβία το 1865. Δημοσίευσε το έργο του, "Πειράματα στην Υβριδισμό των Φυτών" το 1866 Πρακτικά της Φυσικής Ιστορίας της Brünn.

Οι νόμοι του Γκρέγκορ Μέντελ

Η έρευνα του Mendel σε έναν κήπο λαχανικών οδήγησε στη θεωρία της κληρονομικότητας του Mendel και σε δύο βασικά ευρήματα: το νόμου του διαχωρισμού και το νόμου ανεξάρτητου συνδυασμού.

Σύμφωνα με την νόμου του διαχωρισμού, ένα ζευγάρι κληρονομικών "παραγόντων" (αλληλόμορφων) για ένα δεδομένο γνώρισμα ξεχωριστά όταν σχηματίζονται απλοειδή αυγά και κύτταρα σπέρματος. Ένα γονιμοποιημένο αυγό έχει δύο αντίγραφα από κάθε αλληλόμορφο. ένα αντίγραφο που κληρονόμησε από τη μητέρα και ένα αντίγραφο από τον πατέρα.

ο νόμου ανεξάρτητου συνδυασμού δηλώνει ότι ο διαχωρισμός ενός ζεύγους αλληλόμορφων είναι γενικά ανεξάρτητος από τις δράσεις άλλων γονιδίων, με εξαίρεση τα συνδεδεμένα γονίδια.

Οι αντιλήψεις του Mendel στους νόμους της κληρονομιάς είχαν αρχικά μικρή επίπτωση και αναφέρθηκαν περίπου τρεις φορές τα επόμενα 35 χρόνια. Ο Mendel πέθανε πριν κατανοηθούν οι συνεισφορές του στη γενετική.

Η ανακάλυψη του μορίου δεοξυριβονουκλεϊνικού οξέος (DNA) στο Kings College στο Λονδίνο οδήγησε σε πρόοδο στη γενετική, την ιατρική και τη βιοτεχνολογία. Οι γενετιστές ήταν τελικά σε θέση να εντοπίσουν τους ασαφώς κατανοητούς κληρονομικούς "παράγοντες" που συνήγαγε ο Mendel.

Μη-Μεντελιακή Γενετική

Οι αρχές της γενετικής του Gregor Mendels ισχύουν για τα χαρακτηριστικά που ελέγχονται από ένα κυρίαρχο ή υπολειπόμενο γονίδιο. Στην περίπτωση των φυτών μπιζελιού, κάθε ένα από τα χαρακτηριστικά που ερευνήθηκαν όπως το ύψος του στελέχους προσδιορίστηκε από ένα γονίδιο με δύο πιθανά αλληλόμορφα.

Τα κληρονομικά ζεύγη αλληλόμορφων ήταν είτε κυρίαρχα είτε υπολειπόμενα και δεν προέκυψε ανάμιξη. Για παράδειγμα, η διασταύρωση ενός υψηλού φυτού στελέχους με ένα μικρό φυτό στελέχους δεν είχε ως αποτέλεσμα ένα στέλεχος φυτού μέσου ύψους.

Η μη-Μεντελική γενετική εξηγεί πιο περίπλοκα πρότυπα κληρονομιάς. Κωδικοποίηση συμβαίνει όταν και τα δύο αλληλόμορφα ασκούν την επιρροή τους. Ατελής κυριαρχία συμβαίνει όταν το κυρίαρχο χαρακτηριστικό είναι ελαφρώς σιωπηλό, όπως το ροζ αντί για τον κόκκινο χρωματισμό. Πολλοί τύποι αλληλόμορφων μπορεί να είναι δυνατοί για ένα δεδομένο γνώρισμα.

Η αργότερη ζωή του Gregor Mendel

Ο Mendel προήχθη σε ηγούμενο το 1868 και ανέλαβε τη διοίκηση της μονής. Επικεντρώθηκε σε αυτά τα καθήκοντα μετά από αυτό το σημείο και δεν συνέχισε τον πειραματισμό. Τα αποκτηθέντα δεδομένα κάθονταν σε ένα ράφι και οι χειρόγραφες σημειώσεις καίγονται από τον προκάτοχό του.

Ο Mendel πέθανε από τη νόσο Bright, επίσης γνωστή ως νεφρίτιδα, στις 6 Ιανουαρίου 1884. Του θυμάται ως καθολικός ιερέας με πάθος για την κηπουρική. Ακόμη και εκείνοι που θαύμαζαν τη διάνοιά του και την επιστημονική αυστηρότητα δεν συνειδητοποίησαν ότι ο φίλος και ο συνάδελφός τους θα γίνονταν θρυλικοί στο μακρινό μέλλον.

Gregor Mendel Αποσπάσματα

Τα πειράματα του Mendel υποκινήθηκαν από την αγάπη του για την επιστήμη. Κανείς άλλος από τον Μεντέλ δεν είχε μια ιδέα ότι το έργο του ήταν πρωτοποριακό. Παρά τις περιόδους κατάθλιψης, ο Mendel παρέμεινε αισιόδοξος ότι οι συνεισφορές του στην επιστήμη θα αναγνωριστούν μία ημέρα. Συχνά μοιράζεται τέτοιες σκέψεις με φίλους:

«Οι επιστημονικές μου μελέτες μου έδωσαν μεγάλη ικανοποίηση και είμαι πεπεισμένος ότι δεν θα περάσει πολύς καιρός πριν ο κόσμος αναγνωρίσει τα αποτελέσματα της δουλειάς μου».

"Ακόμα κι αν έχω βιώσει κάποιες σκοτεινές ώρες κατά τη διάρκεια της ζωής μου, είμαι ευγνώμων που οι ωραίες ώρες έχουν υπερβεί τις σκοτεινές από μακράν".