Введение
Грегор Мендель – основоположник современной генетикиГрегор Мендель, пожалуй, один из самых известных ученых в истории. Он стал «отцом генетики» и человеком настолько опережающим свое время, что, несмотря на то, что его работа была потеряна на протяжении более тридцати лет, она была заново открыта и стала основой современной генетики. Он также один из немногих ученых, чьи взгляды на библейское мироздание активно оспариваются в светских журналах.
В то время, как секуляристы яростно спорят о позиции Менделя в отношении эволюции, из прочтения его трудов совершенно очевидно одно: Мендель не был дарвинистом.
Грегор Мендель родился 20 или 22 июля (источники не согласны друг с другом) 1822 года в Хайнцендорфе, небольшой деревне в Австрийской империи. Сегодня эта деревня находится в Чехии. Семья Менделя была бедными крестьянами. Хуже того, молодой Йоганн, именно так его звали при рождении, благодаря закону, известному как робота (robota), должен был провести примерно половину своей взрослой жизни, занимаясь земледелием на фермах своего феодала.
Молодой Иоганн не хотел иметь ничего общего с фермерской жизнью, но его возможности были ограничены: семья была крайне бедна. Его отец, несомненно, ожидал, что Мендель возьмет на себя семейное хозяйство, тем более, что кроме мальчика в семье были еще две сестры. Выходом из крестьянской жизни для Менделя было образование, но образование стоит денег.
Но благодаря тому, что мальчик подавал надежды, по настоянию приходского священника отец разрешил одиннадцатилетнему Менделю посещать гимназию в близлежащем городе. О том, что стоимость обучения была непомерно высока, становится ясно, зная, что Мендель все время находился там на половине дневного рациона.
Пока Мендель преуспевал в школе, произошел целый ряд других ситуаций. В конце 1838 или в начале 1839 года отец Менделя получил тяжелую травму, работая на своего арендодателя. Это заставило мальчика бросить учебу и уехать домой, якобы для того, чтобы помочь с фермой.
Но Мендель не был создан для сельской жизни. Под двойным давлением его неспособности получить образование, которого он жаждал, и необходимости помогать с фермой, Мендель страдал настолько, что получил нервный срыв. Это повторилось еще несколько раз, из-за чего мальчик был прикован к своей кровати. Единственное, что вытащило его из постели – это возможность вернуться и закончить учебу.
После окончания гимназии Мендель перешел в Философский институт, где в течение двух лет готовился к поступлению в университет. Опять же, он пережил срыв и уехал домой, на этот раз на целый год.
Несомненно, раненый отец постоянно был объектом тяжелых раздумий, вместе с грузом ожидания того, что скоро придется взять ферму в свои руки. К счастью для Менделя, его шурин захотел выкупить семейную ферму. Благодаря продаже Мендель получил некоторые средства, что помогло ему с образованием. Кроме того, чтобы помочь Менделю продолжить обучение, его младшая сестра отказалась от приданого, полученного в результате продажи. Мендель никогда не забывал о щедрости своей сестры, а позже помогал воспитывать ее сыновей.
Но даже с деньгами сестры, и несмотря на огромные академические успехи, у Менделя не было возможности закончить образование самостоятельно. Денег оно не давало. Однако для него была открыта дверь, которая могла дать ему доступ к образованию, которого он страстно жаждал: церковь. В католической Австрии церковь обладала огромным влиянием.
Многие молодые люди, которые хотели получить образование, но не могли себе его позволить, присоединялись к монашескому ордену ради учебы. Так, по предложению одного из своих учителей Мендель присоединился к монашескому ордену в 1843 году. После вступления, он взял имя Грегор, под которым он стал известен в истории.
Религиозная община, к которой присоединился Грегор Мендель, уникальным образом соответствовала его вкусам. Монахи там были не столько священники, сколько ученые. Среди них были известные музыканты, философы, ученые и математики, а аббат общины разрешал монахам воплощать свои желания в исследованиях.
Считается, что аббат сам задал в 1837 году острый, почти проницательный вопрос о овцеводстве: «Что наследуется и как это происходит?» Отчасти от аббата и отчасти от преподавателей университета, Мендель получил вдохновение для своего знаменитого эксперимента.
Роль менделизма
Мендель оспорил учение о слитной наследственности. И тем самым доказал, что любой признак, определяющийся рецессивным геном, может проявляться через сколько угодно поколений.
Таким образом, менделизм вызвал революцию в биологии, доказав, что наследственные факторы имеют независимую, дискретную природу, а их переход по поколениям определяется статистическими закономерностями.
Источник naked-science.ru
Эти новые принципы позволили разработать учение о микроэволюции, а менделизм стал основой таких методов, как селекция домашних животных, микроорганизмов и растений.
Грегор Мендель основоположник генетики
Основоположником науки о наследственности — генетики — по праву считается австро-венгерский ученый Грегор Мендель. Работа исследователя, «переоткрытая» только в 1900 году, принесла посмертную славу Менделю и послужила началом новой науки, которую несколько позже назвали генетикой. До конца семидесятых годов XX века генетика в основном двигалась по пути, проложенному Менделем, и только когда ученые научились читать последовательность нуклеиновых оснований в молекулах ДНК, наследственность стали изучать не с помощью анализа результатов гибридизации, а опираясь на физико-химические методы.
Грегор Иоганн Мендель родился в Хейнцендорфе, в Силезии, 22 июля 1822 года. Мальчик был вторым ребенком в крестьянской семье среднего достатка, у Антона и Розины Мендель. В начальной школе у него были обнаружены выдающиеся математические способности и по настоянию учителей мальчик продолжил образование в гимназии небольшого, находящегося поблизости городка Опава. Однако на дальнейшее обучение Менделя денег в семье недоставало. С большим трудом их удалось накопить на завершение гимназического курса. Талантливый Мендель в 1840 г. с прекрасной успеваемостью окончил гимназию в Опаве и, несмотря на финансовые трудности семьи, два года учился в философских классах в Оломоуце.
Проблему тяжелого материального положения во время обучения предложил решить профессор математики Франц. Он посоветовал Менделю вступить в августинский монастырь города Брно. Его возглавлял в то время аббат Кирилл Напп — человек широких взглядов, поощрявший занятия наукой. В 1843 году Мендель поступил в этот монастырь и получил имя Грегор (при рождении ему было дано имя Иоганн).
В 1847 Мендель был посвящен в сан священника. Одновременно с 1845 года он в течение 4 лет обучался в Брюннской теологической школе. Августинский монастырь св. Фомы был центром научной и культурной жизни Моравии. Помимо богатой библиотеки, он имел коллекцию минералов, опытный садик и гербарий. Монастырь патронировал школьное образование в крае.
Будучи монахом, Грегор Мендель с удовольствием вел занятия по физике и математике в школе близлежащего городка Цнайм, однако не прошел государственного экзамена на аттестацию учителя. Видя его страсть к знаниям и высокие интеллектуальные способности, настоятель монастыря послал его для продолжения обучения в Венский университет, где Мендель в качестве вольнослушателя проучился четыре семестра в период с 1851 по 1853 год, изучая естественные науки, особенно физику, после чего стал преподавателем физики и естествознания.
В это время Мендель начал заниматься изучением ботаники и метеорологии, проводил опыты по скрещиванию растений и вел тщательные записи. На основе сделанных записей он разработал правила, которые объясняли наследственность, и которые сегодня известны как Закономерности наследования признаков.
Развитие генетики как науки
Сегодня генетика является одной из основополагающих наук современной биологии. Но так было не всегда. Несмотря на то, что люди издревле интересовались наследственностью, наблюдая за тем, как живые существа приобретают черты своих родителей, им не удавалось объяснить механизмы передачи наследственных черт потомкам.
Впервые о генетике как о науке заговорили в середине 19 века после публикации трудов австрийского ботаника Грегора Менделя. В работе «Опыты над растительными гибридами» Мендель на основе исследований определил закономерности наследования признаков у гороха.
Впервые термин «генетика» применил венгерский дворянин Имре Фестерик, а в современную биологическую науку его ввел английский биолог Уильям Бэтсон в 1905 году.
В современной науке историю становления генетики представляют в форме поэтапного развития.
Первый этап связан с именем основателя генетики Менделя, вклад которого заключается в установлении дискретности или делимости наследственных факторов. Это открытие показало, что не все наследственные задатки в процессе слияния гамет и образования зиготы смешиваются или растворяются. Часть из них наследуется от родителей к потомкам в форме дискретных частиц вне зависимости друг от друга. Это свойство организма получило название «закона Менделя». Однако при жизни его открытие не было оценено. Работы Менделя воспринимались критически, потому что опережали доступное знание о биологии и не могли быть поняты в то время.
Только в 1900 году на исследования австрийского ученого снова обратили внимание биологи де Фриз, К. Корренс и Э
Чермак, которые независимо друг от друга поставили опыты, подтверждающие открытие Менделя. Одновременно с этим датский ботаник В. Иогансен изучал закономерности наследования на примере чистых линий фасоли. Он предложил термин «гены» для обозначения наследующихся факторов и сформулировал понятия «популяция», «фенотип» и «генотип». Научные результаты ученого внесли большой вклад в дальнейшее развитие генетики.
Второй этап ознаменован рядом важнейших открытий, сделавших генетику одной из самых развивающихся отраслей биологии. Американский генетик Т. Морган вместе со своими учениками А. Стертевантом, К. Бриджесом и Г. Меллером эмпирическим путем сформулировал и доказал хромосомную теорию наследственности. Это новое направление получило название цитогенетики и стало величайшим достижением естествознания первой половины прошлого века.
Передача наследственной информации (генов) от родителей к потомкам основана на передаче хромосом, в которых расположены гены в определенном и линейном порядке. Вывод был сделан на основе изучения закономерностей наследования на мушках дрозофилах в 1910–1911 гг.
В результате этого открытия Морган и американский цитолог Э. Вильсон выяснили и утвердили механизм определения пола, установив закономерности наследования свойств, сцепленных с половыми признаками. Определение хромосомной теории наследственности повлияло на становление и развитие современной молекулярной биологии.
К достижениям второго этапа развития науки можно также отнести:
- определение основ биохимической, популяционной и эволюционной генетики;
- доказательство того, что молекула ДНК является носителем наследственной информации;
- становление основ ветеринарной генетики и ее последующее развитие.
Третий этап характеризуется развитием современной генетики на уровне молекулярной биологии. Его начало отсчитывается с 1940 года, когда Дж. Бидл и Э. Татум сформулировали гипотезу «один ген — один фермент». Согласно теории, предложенной американскими учеными, каждый ген регулирует синтез одного фермента, за образование которого он отвечает, а каждую метаболическую ступень контролирует отдельный фермент. Гипотеза легла в основу биохимической генетики, а ученые получили за свое открытие Нобелевскую премию.
В 1953 году молекулярные биологи Ф. Крик и Дж. Уотсон обнаружили структуру ДНК и расшифровали генетический код, благодаря чему был определен молекулярный механизм изменчивости. Под этим механизмом подразумевается, что однажды возникшие отклонения в структуре гена и ошибки самоудвоения ДНК будут впоследствии повторятся в дочерних нитях ДНК. Это положение позволило разработать способы искусственного получения мутаций, на основе которых разработаны новые сорта растений и штаммы микроорганизмов.
Также это способствовало возникновению генной инженерии, ставшей одним из основных направлений современной генетики.
Это открытие обеспечило качественно новый виток в развитии медицины, в особенности, в изучении закономерности заболеваний, передающихся наследственным путем.
Научные труды
В феврале и марте 1865 года в двух докладах на заседаниях провинциального научного кружка, носившего название Общества естествоиспытателей города Брю, Грегор Мендель, сообщил о результатах своих многолетних исследований, завершенных в 1863 году. Несмотря на то что его доклады были довольно холодно встречены членами кружка, он решился опубликовать свою работу. Она увидела свет в 1866 году в трудах общества под названием «Опыты над растительными гибридами» («Versuche über Pflanzen-Hybriden»).
Современники не поняли Менделя и не оценили его труд. Для многих ученых опровержение вывода Менделя означало бы ни много ни мало, как утверждение собственной концепции, гласившей, что приобретенный признак можно «втиснуть» в хромосому и обратить в наследуемый. Как только не сокрушали вывод скромного настоятеля монастыря из Брно маститые ученые, каких только эпитетов не придумывали, дабы унизить, высмеять. Но время решило по-своему.
Ботаник Карл фон Негели, профессор Мюнхенского университета, прочитав работу Менделя, предложил автору проверить обнаруженные им законы на ястребинке. Это маленькое растение было излюбленным объектом Негели. И Мендель согласился. Он потратил много сил на новые опыты. Ястребинка — чрезвычайно неудобное для искусственного скрещивания растение. Очень мелкое. Приходилось напрягать зрение, а оно стало все больше и больше ухудшаться. Потомство, полученное от скрещивания ястребинки, не подчинялось закону, как он считал, правильному для всех. Лишь спустя годы после того, как биологи установили факт иного, не полового размножения ястребинки, возражения профессора Негели, главного оппонента Менделя, были сняты с повестки дня. Но ни Менделя, ни самого Негели уже не было в живых.
Лишь в 1900 году, переоткрыв законы Менделя, мир поразился красоте логики эксперимента исследователя и изящной точности его расчетов. И хотя ген продолжал оставаться гипотетической единицей наследственности, сомнения в его материальности окончательно развеялись.
Умер Мендель 6 января 1884 года, настоятелем того монастыря, где вел свои опыты с горохом. Не замеченный современниками, Мендель, тем не менее, нисколько не поколебался в своей правоте. Он говорил: «Мое время еще придет». Эти слова начертаны на его памятнике, установленном перед монастырским садиком, где он ставил свои опыты.
Знаменитый физик Эрвин Шредингер считал, что применение законов Менделя равнозначно внедрению квантового начала в биологии.
В августинском монастыре на окраине Брно сейчас поставлена мемориальная доска, а рядом с палисадником воздвигнут мраморный памятник Менделю. Комнаты бывшего монастыря, выходящие окнами в палисадник, где Мендель вел свои опыты, превращены теперь в музей его имени. Здесь собраны рукописи, документы (которые не были сожжены), рисунки и портреты, относящиеся к жизни ученого, принадлежавшие ему книги с его пометками на полях, микроскоп и другие инструменты, которыми он пользовался, а также изданные в разных странах книги, посвященные ему и его открытию.
Наследие Менделя
Уильям Бэтсон – английский биолог, автор термина «генетика», член Королевского общества. Активно продвигал работу Грегора Менделя.В 1868 году Мендель был избран настоятелем монашеского ордена, членом которого он был. Новые обязанности на этой должности лишили его большей части времени для экспериментов. Это также привело к длительному конфликту с местными властями по поводу налогов, который закончился только со смертью Менделя 6 января 1884 года.
Спор с местными властями, возможно, повлиял на решение его преемника сжечь все бумаги. Его научные работы в основном игнорировались до 1900 года, когда они были одновременно «заново открыты» тремя конкурирующими учеными, каждый из которых презирал других и работал над похожими проектами.
Открытие заново привело к усилиям по продвижению Менделя, движимыми, в частности, враждой среди англичан в зарождающейся области «генетики». Или так говорит история. Оказывается, в то время как общие факты жизненной истории Менделя правдивы, истолкование этих фактов далеки от истины.
Человек, который продвигал Менделя с ревностью, граничащей с религией, был английским генетиком по имени Уильям Бэтсон. Он обеспечил первый опубликованный перевод работы Менделя на английский язык и постоянно продвигал Менделя и мендельскую генетику, в которой черты передавались только потомству, а не смешивались
Чтобы понять, почему он это делал, важно понять контекст
К началу 1900-х годов большинство научных учреждений приняли дарвинизм. Тем не менее, велись острые дебаты о том, как черты передавались по наследству. Дарвин предложил такую форму наследственности, которая благоприятствовала бы смешанному подходу. Он назвал свою гипотезу «пангенезис», рассматривая наследственность как результат зарождения и передачи черт потомству. Многие последовали примеру Дарвина, вплоть до его теории о наследственности, несмотря на несколько экспериментов, продемонстрировавших, что пангенез был ложным.
Бэтсон был из другой школы. Он придерживался ранней теории скачков или сальтационизма. Он считал, что большие мутации могут происходить очень быстро, создавая совершенно новые виды и типы, за которыми следуют длительные периоды застоя. Но для этого, однако, нужно, чтобы смешанное наследование не происходило. Смешивание предотвратило бы быстрое создание новых признаков. Таким образом, когда Бэтсон открыл Менделя и его не смешанное наследование, он стал настоящим учеником.
Чтобы способствовать достижению своих целей, Бэтсон раскрутил работу Менделя как антидарвиновскую, по крайней мере, частично. Но пытался ли Бэтсон просто продолжить теорию, которую он предпочитал? Общее мнение дарвинистов – да. Утверждалось, что Мендель условно принял идеи Дарвина, хотя он считал, что мнение Дарвина о наследовании ошибочны, и молчал только потому, что боялся разозлить церковь.
Напротив, меньшинство дарвинистов энергично утверждали, что Мендель был особым креационистом, придерживающимся позиции фиксации вида, тем самым отвергая Дарвина. Начиная с Фишера в 1930-х годах, многие дарвинисты обвиняли Менделя в подделке данных. Сам Фишер утверждал, что коэффициенты, которые открыл Мендель, были слишком совершенны, чтобы их можно было достичь случайным образом. Другие же эволюционисты обвиняли Менделя в манипулировании данными или в том, что он на самом деле не проводил заявленные эксперименты.
У обвинений Менделя в подтасовке данных или в том, что он не проводил эксперименты, есть несколько проблем. Эволюционисты перепроверили утверждение Фишера о том, что данные Менделя были слишком хороши, чтобы быть правдой, и пришли к выводу, что, хотя эти данные могут иметь долю предвзятости, это, вероятно, связано с тем, что Мендель сообщал только данные о некоторых экспериментах, которые, согласно словам самого Менделя, он проводил в статье.
Кроме того, Мендель прочитал свою статью живой аудитории до того, как работа была опубликована. Среди аудитории были коллеги-монахи и другие люди, которые хорошо знали Менделя. В своей работе Мендель писал:
Мендель отправил работу в начале 1865 года, что означает, что он, вероятно, завершил эксперимент осенью 1863 года: ему потребовалось некоторое время, чтобы написать такой длинный труд. Это означает, что он начал эксперимент в 1856 году в соответствии с представленной им хронологией. Если бы эти существенные факты были неправдой, легко нашлись бы люди, которые сразу могли бы назвать эксперимент ложью. Никто этого не сделал.
Все знали, что Мендель трудился над этим проектом много лет. Не было причин оспаривать его даты, и их не должно быть сейчас, кроме как для того, чтобы служить дарвиновской повестке дня.
Этические проблемы развития медицинской генетики
Этические проблемы развития медицинской генетики появились с начала 1900-х годов, когда зародилась наука евгеника (от греч. –«хороший род»). Смысл науки евгеники во влиянии на репродуктивные качества для определенных господствующих рас людей. Наука евгеника — особенно темная глава, которая свидетельствует об отсутствии понимания относительно нового открытие в то время. Термин «евгеника» был впервые использован около 1883 ссылаться на «науку» наследственность и воспитанность.
В 1900 году были переоткрыты теории Менделя, которые нашли регулярной статистической шаблон для характеристики человека как рост и цвет. В угаре исследования, которые последовали, одна мысль ответвляется в социальную теорию науки евгеники. Это было огромное народное движение в первой четверти 20-го века и была представлена как математическая наука, которая может предсказать черты характера и особенности человеческого существа.
Этические проблемы развития медицинской генетики возникли, когда исследователи заинтересовались контролем размножения человеческих существ, так что только люди с лучшими генами могли воспроизвести и улучшить вид. Сейчас это используется в качестве своего рода «научного» расизма, чтобы убедить людей, что некоторые расовые виды были выше других в плане чистоты, интеллекта и т. д. Это свидетельствует об опасностях, которые приходят с практикующей наукой евгеникой без истинного уважения к человечеству в целом.
Многие люди могли видеть, что дисциплина была пронизана неточностями, допущениями и противоречиями, а также поощрение дискриминации и расовой ненависти. Однако, в 1924 году движение получило политическую поддержку, когда Закон об иммиграции был принят большинством в Палате представителей и Сенате США. Закон ввел жесткие квоты на иммиграцию из стран для «низших» рас, таких как Южная Европа и Азия. Когда политический выигрыш и удобная наука евгеника объединили усилия появились этические проблемы развития медицинской генетики.
При продолжении научных исследований и внедрение бихевиоризма (наука о поведении) в 1913 году, популярность евгеники, наконец, начала падать. Ужасы институциональной евгеники в нацистской Германии, которые появились на свет во время 2-й мировой войны полностью уничтожили то, что осталось от движения.
Сейчас возникла наука эпигенетика, изучающая процесс старения организма.
Краткая биография Грегора Менделя
Наиболее известным чешским ученым является Грегор Иоганн Мендель. Будущий естествоиспытатель родился в австрийской деревне в небогатой крестьянской семье, получив от крещения имя Иоганн.
Молодой человек начал проявлять интерес к природе с ранних лет. После того, как Мендель получил степень магистра философии, он некоторое время обучался в институте Ольмюца в философских классах. Он, 1842 году, постригся в монахи и принял новое имя — Грегор.
В своей биографии ученый пишет, что он учился в Брюннском богословском институте с 1844 по 1848 годы, после чего стал священником.
Будущий студент сам обучался различным наукам, а также самостоятельно их изучал. Он изучал естественную историю и в Венском университете.
Венский исследователь заинтересовался процессом гибридизации, а также статистикой соотношения гибридов
Большое внимание Мендель уделял вопросам изменения качественных признаков у растений. Как оказалось, в качестве объекта изучения был выбран горох — это растение легко выращивалось в монастыре
Результаты этих исследований легли в основу известных законов Менделя.
Как только ученые начали экспериментировать с растениями других видов, они перенесли их на другие виды и насекомых – они выбрали растение семейства астровых, они связали разновидности ястребинки и пчел. Увы, но результаты оказались не такими же хорошими, как в случае с горохом. Но, как мы знаем сегодня, механизм наследования у этих растений и животных не такой, как у гороха.
За этим последовала разочарование Менделя в биологии. Он стал настоятелем монастыря и больше не занимался наукой. Его заслуги трудно переоценить: именно он находил и описывал статистические закономерности наследования признаков в гибридах.
Биография Грегора Иоганна Менделя
Грегор Иоганн Мендель родился 20 июля 1822 года в маленьком городке Гейндорф, расположенном в нынешней Чехии. Он был англиканским монахом, но занимался наукой из любопытства, и в итоге сделал важнейшее открытие в истории биологии — закономерности наследования признаков.
Мендель жил и работал в монастыре в городе Брно, где получил образование в области ботаники и зоологии. Затем он начал свои исследования в области генетики на растениях гороха, проводя эксперименты, чтобы выявить законы наследования. Несмотря на то, что его открытия не были признаны в то время, они стали настоящим прорывом в биологии и оказали огромное влияние на развитие науки впоследствии.
Сегодня Мендель считается одним из крупнейших ученых своего времени, чей вклад в изучение наследственности был фундаментальным для всей биологии. Его работы стали основой для создания генетической теории и сегодня являются классикой научной литературы.
- Вспоминая достижения Грегора Иоганна Менделя, необходимо отметить, что он:
- Выявил законы наследования щетинковости, цвета и формы гороха;
- Сформулировал закон зависимости пропорций;
- Представил гипотезу о том, что наследственные признаки передаются по определенной схеме.
Вот почему Менделевы законы наследования и сегодня изучаются в школьных учебниках биологии и составляют основу молекулярной генетики. Их открытие открыло новую страницу в науке и проложило путь для множества последующих открытий в области генетики и биологии в целом.