După ce a investigat în detaliu această întrebare, istoricul britanic Robert Albee s-a întrebat dacă Mendel era Mendelian? Cu alte cuvinte, Albee crede că multe din ceea ce i se atribuie lui Mendel în manualele moderne de biologie l-ar putea surprinde pe acest fondator al geneticii.
Pentru a testa descoperirile lui Albee, să ne dăm seama mai întâi de ce Mendel a început să cerceteze plantele de mazăre la sfârșitul anilor 1850. Dacă înțelegem acest lucru, vom înțelege și că cel mai puțin dintre toate a sperat să descopere legile eredității. De fapt, Mendel și-a dedicat cea mai mare parte a vieții sale în știință teoriilor care sunt considerate azi absolut fără fund.
Să începem cu titlul celui mai faimos articol al lui Mendel, Experiments on Plant Hybridization. Rețineți că titlul nu menționează legile de transmitere a proprietăților ereditare sau mecanismul eredității, la fel cum nu se menționează nici mazărea, cu care a experimentat. Cuvântul „hibridare” se găsește adesea în scrierile lui Mendel, în timp ce cuvântul „ereditate” este puțin probabil să fie găsit și spune multe. După ce citim cu atenție introducerea articolului, vom afla ce crede Mendel însuși despre opera sa. Aici nu a ascuns nimic și a spus deschis că prezintă rezultatele unui „experiment detaliat”, al cărui scop era descoperirea „o lege general aplicabilă care guvernează formarea și dezvoltarea hibrizilor”. La sfârșitul lucrării, el repetă din nou această idee. Și nici un cuvânt despre faptul că a descoperit legile statistice ale transmiterii eredității. În schimb, susține că a reușit să pună în lumină teoria unui botanist pe nume Görtner, iar rezultatele lui, ale lui Mendel, contrazic opiniile acelor naturaliști care contestau rezistența speciilor de plante și credeau în evoluția continuă a lumii plantelor. Există o singură dificultate pentru noi în asta - să înțelegem ce înseamnă toate acestea!
O scurtă excursie în botanica secolelor al XVIII-lea și al XIX-lea face posibilă clarificarea sensului afirmației sale. În anii 60 ai secolului al XIX-lea, Mendel s-a implicat activ într-o problemă care a devenit cheie pentru întreaga comunitate de botanişti din acea vreme. A fost formulat pentru prima dată de celebrul naturalist suedez Karl Linnaeus, care a propus o clasificare a organismelor pe care oamenii de știință o folosesc și astăzi.
La mijlocul secolului al XVIII-lea, Linneu se îndoia deja că toate tipurile de animale după actul Creației rămân într-o stare neschimbată, așa cum insista ortodoxia religioasă. Îndoielile sale au fost întărite de varietatea incredibilă de forme exotice de floră și faună pe care călătorii le-au adus în Europa. Numărul și varietatea de noi plante și animale au încurcat curând toate clasificările care existau în Europa. Și, din moment ce Linné și-a propus să pună o oarecare ordine aici, nu a putut să nu admire abundența formelor vii din natură. Curând, a avut gânduri care nu-i trecuseră niciodată prin minte. Oare Dumnezeu a creat într-adevăr lumea vie a Pământului într-o perioadă scurtă de Creație? Sau poate toată diversitatea existentă a apărut dintr-un număr mult mai mic de forme primitive?
Treptat, Linnaeus a devenit un adept al teoriei evoluției. Cu toate acestea, mecanismul evolutiv pe care l-a propus nu era ca darwinismul. Linnaeus nu a ținut cont de influența mediului extern sau de manifestarea unor variații aleatorii. Interesul său s-a limitat doar la studiul fenomenului botanic al încrucișării diferitelor specii. Deoarece acest lucru a condus în mod clar la apariția unor noi forme de plante, el a început să susțină că, după câteva generații, hibrizii se pot dezvolta treptat în specii complet noi. În secolul următor, ideea așa-numitei hibridizări interspecifice a dominat mintea multor oameni de știință. În diferite momente, țări precum Olanda, Franța și Prusia au stabilit chiar și prime bănești pentru munca în acest domeniu. Dar cercetătorii nu numai că nu au reușit să confirme ideile lui Linnaeus, ci chiar să stabilizeze formele hibride. Din nou și din nou în noua generație, ei fie s-au întors la formele lor paterne, fie, încetând să dea roade, s-au stins.
Cu toate acestea, ameliorarea plantelor prin hibridizare a rămas pentru totdeauna un domeniu al științei în care speranța rămâne neînduplecată. Aproape tot secolul al XIX-lea, au existat botanici care au crezut în posibilitatea de a reproduce hibrizi rezistenți care să devină specii noi. De exemplu, când Mendel era la Universitatea din Viena, un botanist pe nume Franz Unger l-a convins că hibridizarea ar putea fi sursa unor noi specii. Deoarece nu avem niciun motiv să ne îndoim de adevărul sentimentelor religioase ale lui Mendel, nu este de mirare că el a început să efectueze cercetări adecvate. Cert este că variabilitatea observată în procesul de hibridizare a fost explicată de oamenii de știință de atunci nu prin acțiunea forțelor oarbe ale evoluției darwiniste, ci prin providența lui Dumnezeu. La urma urmei, ce modalitate mai bună de a demonstra măreția Creatorului decât înzestrarea plantelor inițial umile cu capacitatea de a se transforma aproape la infinit?
Astfel, experimentele lui Mendel privind hibridizarea plantelor erau destul de conforme cu cercetările botanice de atunci. Mendel a fost cel mai interesat de hibrizi nu pentru că era cea mai vizuală modalitate de a demonstra dinamica transferului proprietăților ereditare, ci pentru că îi permitea să verifice validitatea raționamentului lui Linnaeus. Mendel era convins că hibridizarea făcea posibilă „evoluția constantă a vegetației”, iar scopul experimentelor sale a fost să crească hibrizi generație după generație pentru a vedea dacă aceștia ar putea deveni o nouă specie. De aceea a respins constant acei hibrizi obținuți din semințe pure care s-au dovedit a fi infertile sau pur și simplu au crescut prost. Lucrarea sa din 1865 este o relatare detaliată a încercărilor de a dezvolta noi specii de plante. Dovada corectitudinii lui Linnaeus i s-a părut atât de importantă pentru Mendel încât chiar a distorsionat semnificativ unele dintre opiniile unuia dintre predecesorii săi.
Apărând corectitudinea ipotezei sale potrivit căreia hibrizii se pot dezvolta în specii noi, Mendel a susținut că Max Vihura, care era autoritatea mondială în materie de sălcii, credea și că hibrizii de salcie „se răspândesc în același mod ca și speciile pure”. Cu toate acestea, când Robert Albee a apelat la lucrarea originală a lui Vihura, s-a constatat că aceasta spune contrariul: hibrizii de salcie nu își păstrează proprietățile în generațiile următoare. Și deși Mendel i-a atribuit lui Vihura credința în ipoteza lui Linnaeus, el s-a îndoit de fapt serios de validitatea acesteia.
Din nefericire pentru Mendel, oricât s-a străduit, hibrizii săi au arătat și o revenire la proprietățile originale ale formelor parentale. Genetica modernă răspunde la întrebarea de ce se întâmplă acest lucru. Preotul naturalist s-a implicat într-o luptă inegală împotriva dominației și recesivității perechilor de gene. Experimentele lui Mendel au arătat în mod convingător că nicio linie hibridă nu poate crea doar hibrizi.
Acesta, desigur, a fost un rezultat deprimant pentru un om de știință care a vrut să demonstreze contrariul, și anume că hibrizii pot da noi specii. Mendel prin natura sa a fost o persoana inchisa, taciturna, inchisa, dar in articolele lui ici-colo dezamagirea este inca vizibila. Acest lucru este resimțit în special în cea mai faimoasă lucrare a sa „Experimente privind hibridizarea plantelor”, publicată în 1865. În partea finală, a încercat să ocolească datele neplăcute. Declarând că experimentele sale nu pot fi considerate decisive, el a început stângaci să vorbească despre faptul că rezultatele obținute nu sunt în totalitate clare și nu pot fi considerate absolute. Cu toate acestea, în timp ce scria articolul, nu a încetat să creadă în posibilitatea creării „hibrizilor permanenți”. Înțelegerea acestui fapt ne face să privim diferit celebrul discurs al lui Mendel la Societatea pentru Studiul Științelor Naturale în 1865.
Lauren Ainsley, care a recunoscut convingerea excepțională a personajului său, a descris evenimentul după cum urmează:
Discursul entuziast al acestui preot cu ochi albaștri, care și-a prezentat cercetările, așa cum arată protocoalele supraviețuitoare ale societății, nu a stârnit nicio discuție... Nimeni nu a pus o singură întrebare, nimeni nu a bătut inima mai repede. Într-o sală mică, una dintre cele mai remarcabile descoperiri ale secolului al XIX-lea a fost prezentată de un profesor profesionist care a prezentat o cantitate imensă de dovezi. Dar acolo nu era niciun suflet care să-l înțeleagă.
Dacă citiți opera lui Albee, articolele lui Mendel apar imediat într-o altă lumină. Și dacă luați în considerare că Mendel a apărut în mănăstire cu douăzeci de ani înainte de publicarea lucrărilor sale și a dedicat aproximativ un deceniu experimentelor, atunci, este probabil că mulți dintre cei care au asistat la prelegerea sa ar putea ști la ce s-a străduit. Îndepărtând uriașa suprastructură a prezentismului, vedem că în 1865 Mendel și-a raportat eșecul complet. Eforturile sale destul de pragmatice de a stabiliza hibrizii pentru a fi folosiți de fermierii locali nu au dus la nimic și a omis o statistică foarte interesantă, pe care nu a putut-o explica. Deci a fost un eșec total, iar tăcerea ascultătorilor săi a fost cel mai probabil o simpatie liniștită.
Din 1856, Gregor Mendel a efectuat experimente cu mazăre în grădina mănăstirii.
În experimentele lor privind încrucișarea mazărelor Gregor Mendel a aratat ca trăsăturile ereditare sunt transmise prin particule discrete (care se numesc acum gene).
Pentru a evalua această concluzie, trebuie avut în vedere că, în spiritul vremii, ereditatea era considerată continuă, nu discretă, drept urmare, după cum se credea, trăsăturile strămoșilor erau „mediate” în descendenți.
În 1865, a făcut un raport despre experimentele sale în cadrul Societății Naturaliștilor Brunnian (acum orașul Brno din Republica Cehă). La întâlnire nu i s-a pus nicio întrebare. Un an mai târziu, articolul lui Mendel „Experimente asupra hibrizilor de plante” a fost publicat în scrierile acestei societăți. Volumul a fost trimis la 120 bibliotecile universitare. În plus, autorul articolului a comandat un suplimentar 40 amprente individuale ale operei sale, aproape toate pe care le-a trimis botaniştilor cunoscuţi de el. Nici nu au existat raspunsuri...
Probabil, omul de știință însuși și-a pierdut încrederea în experimentele sale, deoarece a efectuat o serie de noi experimente privind încrucișarea șoimului (o plantă din familia Aster) și apoi asupra încrucișării soiurilor de albine. Rezultatele pe care le obținuse mai devreme la mazăre nu au fost confirmate (geneticienii moderni au descoperit motivele acestui eșec). Și în 1868 Gregor Mendel a fost ales stareț al mănăstirii și nu s-a mai întors la cercetările biologice.
„Descoperirea lui Mendel a principiilor de bază ale geneticii a fost ignorată timp de treizeci și cinci de ani după ce a fost prezentată nu numai la o reuniune a societății științifice, dar chiar și rezultatele sale au fost publicate. Potrivit lui R. Fischer, fiecare generație ulterioară tinde să observe în articolul original al lui Mendel doar ceea ce se așteaptă să găsească în ea, ignorând orice altceva. Contemporanii lui Mendel au văzut în acest articol doar o repetare a cunoscutelor experimente de hibridizare de atunci. Următoarea generație a înțeles importanța descoperirilor sale cu privire la mecanismul eredității, dar nu le-a putut aprecia pe deplin, deoarece aceste constatări păreau să contrazică teoria evoluției deosebit de aprins dezbătută la acea vreme. Permiteți-mi să adaug, de altfel, că celebrul statistician Fischer a verificat de două ori rezultatele. Mendelși a declarat că, atunci când sunt procesate cu metode statistice moderne, descoperirile părintelui geneticii arată o părtinire clară în favoarea rezultatelor așteptate.”
Incredibil, dar adevărat: o persoană este capabilă să-și controleze genele. Am realizat deja atât de multe în domeniul geneticii:
- știm cum sunt determinate toate semnele unui organism;
- clonarea a devenit o realitate;
- schimbarea genelor a devenit comună în anumite științe.
Cum a devenit posibil acest lucru și ce ne rezervă viitorul? Această carte vă va spune pe scurt și clar despre istoria geneticii, despre oamenii de știință și descoperirile lor.
Rămâneți la curent cu descoperirile științifice - în doar o oră!
Carte:
2.1. Începutul geneticii. Gregor Mendel: mari descoperiri, dar neobservate
| <<< Назад
|
Înainte >>> |
2.1. Începutul geneticii. Gregor Mendel: mari descoperiri, dar neobservate
Deci, până la sfârșitul secolului al XIX-lea. Oamenii de știință au fost mai mult ca niciodată aproape de a descoperi toate secretele eredității: aproape toate elementele celulei au fost izolate și descrise, s-a presupus legătura cromozomilor cu transmiterea trăsăturilor de la părinți la urmași.Dar modelele în manifestarea anumitor trăsături încă nu erau vizibile. Cel puțin oficial. Un incident istoric interesant: când August Weismann, Walter Flemming și Heinrich Waldeyer și-au condus cercetările și au încercat să găsească răspunsuri la întrebările legate de ereditate, călugărul augustinian Gregor Mendel din orașul Brunn (la acea vreme Imperiul Austriac; acum - orașul). din Brno, Republica Cehă) a dedus deja de multă vreme principalele reguli pentru moștenirea diferitelor caractere, folosind metode matematice pentru a stabili tipare. Dar descoperirile sale, care au devenit o punte din ipotezele secolului al XIX-lea. la genetica modernă, în timpul vieții cercetătorului nu au fost luate în considerare și evaluate ... Cu toate acestea, primele lucruri mai întâi.
Gregor Mendel s-a născut în 1822 în Moravia, provenea dintr-o familie de țărani săraci și a fost botezat cu numele Johann. Încă din copilărie, băiatul a manifestat abilități de învățare și interes pentru știință, dar din cauza situației financiare dificile a familiei, nu și-a putut finaliza educația în tinerețe și în 1843 a fost tuns călugăr în mănăstirea augustiniană Sfântul Toma. , luând numele monahal Gregor. Aici a avut ocazia să studieze biologia, pe care a iubit-o cu pasiune. Ar părea o ocupație ciudată pentru un călugăr. Nu e de mirare: augustinienii au acordat o atenție deosebită educației și iluminării – în primul rând, desigur, religioase, dar mănăstirea din Brunn a ținut pasul cu vremurile. Exista o bibliotecă magnifică, laboratoare, colecții extinse de instrumente științifice și, cel mai important, grădini și sere frumoase, în care Mendel își petrecea cea mai mare parte a timpului. După ce a devenit interesat de problemele eredității, a apelat la lucrările predecesorilor săi. Aducând un omagiu lucrărilor lor, Gregor Mendel a remarcat pe bună dreptate că nu au găsit niciun model în încrucișarea și manifestarea anumitor trăsături la hibrizi.
Există vreo lege generală care să determine ce fel de flori vor fi în trandafiri hibrizi sau mazăre dulce? Este posibil să prezicem ce culoare vor avea pisoii de la pisică și pisică, care diferă în culoarea și structura blanii? În sfârșit, este posibil să se calculeze matematic în ce generație și cu ce frecvență se va manifesta cutare sau cutare caracteristică?
Pentru experimente, Gregor Mendel, urmând exemplul lui Thomas Andrew Knight, a ales cea mai comună grădină, sau mazărea cu semințe (Pisum sativum). Este o plantă cu autopolenizare: în condiții normale, polenul din staminele unei flori este transferat în pistilul aceleiași flori (spre deosebire de polenizarea încrucișată, în care polenul trebuie transferat de la o plantă la alta).
În genetică, plantele autopolenizate sunt cele în care polenizarea are loc între diferite flori ale aceluiași exemplar.
Cercetătorul credea că o astfel de caracteristică ar asigura puritatea experimentului, deoarece în timpul autopolenizării, semințele și fructele primesc anumite caracteristici de la o singură plantă. Prin urmare, polenizând artificial mazărea, transferând polenul de la un exemplar la altul, este posibil să reducem numărul accidentelor neprevăzute și să folosim intenționat doar acele plante care ne interesează ca experimentale. În plus, mazărea are un set de trăsături diverse și bine recunoscute: culoarea semințelor, forma păstăii, înălțimea tulpinii. Polenizând reciproc mazărea cu trăsături puternic diferite, Mendel a intenționat, după ce a primit mostre hibride, să deducă modelele de moștenire. A început prin a distribui plantele la alegere după următoarele criterii:
După lungimea (înălțimea) tulpinii: înalt sau subdimensionat;
După aranjarea florilor: de-a lungul tulpinii sau în principal în vârful acesteia;
După culoarea păstăilor (galben sau verde);
După forma semințelor (netede sau încrețite);
După culoarea semințelor (galben sau verde) și așa mai departe.
Apoi au fost opt ani de experimente, câteva zeci de mii de plante și hibrizi originali, calcule complexe și tabele statistice. Gregor Mendel a încrucișat plante cu trăsături foarte diferite: de exemplu, și-a ales părinți, dintre care unul avea semințe netede, iar celălalt avea semințe încrețite.
În primul rând, a atras atenția asupra faptului că, în prima generație, hibrizii au arătat într-una sau alta parte dintre ei caracteristicile unui singur părinte. La încrucișarea unei plante cu semințe galbene și o plantă cu semințe verzi, hibridul nu avea semințe galben-verzi sau pestrițe - culoarea lor a fost moștenită complet de la un părinte. Astfel, Mendel a îmbogățit lexicul viitorilor geneticieni cu termeni importanți: trăsăturile care s-au manifestat în prima generație hibridă, pe care le-a numit dominant; iar cele care au dispărut în fundal și nu s-au reflectat în prima generație de hibrizi au fost recesive.
A obținut rezultate interesante atunci când a încrucișat plante de mazăre înalte și raspandite. Puii din prima generație erau în întregime înalți. Dar când aceste plante s-au autopolenizat și au dat semințe, următoarea generație a fost deja împărțită în acest fel: o plantă joasă pentru trei înalte. Apariția generațiilor ulterioare și raportul exemplarelor înalte și joase ar putea fi, de asemenea, prezise matematic. Același raport a fost observat în combinații de alte caracteristici.
Majoritatea geneticienilor moderni sunt convinși că Gregor Mendel a anticipat conceptul de genă. Numai mulți ani mai târziu, gena va primi o definiție - o bucată de ADN responsabilă de ereditate. Dar să nu ne devansăm: încă nu am vorbit despre ADN. Iar Mendel nu a folosit conceptul de „genă”, acest termen va apărea mult mai târziu. El a scris despre „factori” sau „înclinații”, susținând că una sau alta trăsătură (culoarea, dimensiunea, forma) a unei plante este determinată de doi factori, dintre care unul este conținut la mascul, iar celălalt - la femela reproductivă. celulă. Cercetătorul a numit plantele, care au apărut ca urmare a fuziunii celulelor purtătoare de aceleași „înclinații”, constante (mai târziu vor fi numite homozigote).
Pentru a simplifica lucrarea, Gregor Mendel a desemnat caracterele dominante dintr-o pereche de plante cu majuscule (A, B, C), iar pe cele recesive cu litere mici (a, b, c). În consecință, la descrierea hibrizilor, a fost posibil să se întocmească formule simple care să demonstreze clar combinația de trăsături și „manifestarea” acestora. Mendel a fost bine servit de faptul că de ceva vreme a fost pasionat de matematică și a predat-o la școală. Înclinația sa pentru sistematizare și manipularea încrezătoare a desemnărilor digitale și litere l-au ajutat să facă ceva care nu a fost disponibil cercetătorilor înaintea lui: să identifice și să descrie tiparele eredității. Aceste modele sunt acum cunoscute sub numele de legile lui Mendel. Să le aruncăm o privire mai atentă.
genetica. Gregor Mendel: descoperiri grozave, dar neobservate „class =" img-responsive img-thumbnail ">
Primul iar a doua generație hibridă din experimentele lui Mendel cu mazăre scurtă și înaltă
1. Legea uniformității hibrizilor din prima generație (alias legea dominantă a trăsăturilor) spune că atunci când două plante constante (sau, așa cum s-ar spune acum, homozigote) sunt încrucișate, întreaga primă generație de hibrizi va fi complet. asemănător cu unul dintre părinți – vor trece în prim-plan trăsăturile dominante. Adevărat, există cazuri de dominanță incompletă: când trăsătura dominantă nu o poate suprima complet pe cea mai slabă, recesivă. Amintiți-vă, mai devreme am descris presupunerea unui număr de oameni de știință din secolele XVIII-XIX, care au susținut că, conform logicii lucrurilor, un hibrid ar trebui să fie întotdeauna ceva între exemplarele părinte? În unele cazuri, acest lucru este posibil, de exemplu, în unele tipuri de flori la încrucișarea plantelor cu flori roșii și albe în prima generație de hibrizi, florile vor fi roz. Adică, culoarea roșie dominantă a petalelor nu a putut suprima complet albul recesiv. Pot exista și alte trăsături particulare în legea uniformității, dar sarcina noastră este să oferim cititorului cele mai generale informații despre genetică și istoria ei.
2. Legea divizării trăsăturilor: dacă încrucișați între hibrizi din prima generație, atunci în a doua generație trăsăturile ambelor forme parentale vor apărea într-un anumit raport.
3. Legea moștenirii independente a trăsăturilor: dacă se încrucișează doi indivizi care diferă unul de celălalt în două perechi de trăsături, factorii și trăsăturile asociate vor fi moștenite și combinate independent unul de celălalt. Astfel, Mendel a încrucișat mazărea cu boabe galbene netede și mazărea cu boabe verzi ridate. În același timp, culoarea galbenă și netezimea boabelor au fost trăsăturile dominante. Prima generație de hibrizi a fost reprezentată complet de plante cu trăsături dominante - mazărea avea boabe netede galbene. După autopolenizarea hibrizilor, s-au obținut noi plante: nouă aveau boabe galbene netede, trei aveau boabe galbene șifonate, trei aveau boabe verzi netede și o plantă avea boabe verzi ridate.
Desigur, legile lui Mendel au fost ulterior rafinate în conformitate cu noile date științifice. De exemplu, a devenit cunoscut faptul că, dacă mai multe gene sunt responsabile pentru o anumită trăsătură a unei plante sau organism, atunci formele de moștenire vor fi mai complexe și mai complexe. Cu toate acestea, Gregor Mendel a fost un pionier în domeniul legilor moștenirii, iar în onoarea sa doctrina eredității a fost numită mai târziu Mendelism.
De ce cercetarea lui nu a fost recunoscută în timpul vieții sale? Se știe că în 1865 Gregor Mendel a făcut o prezentare la Societatea Naturaliștilor și a publicat un articol „Experimente privind hibridizarea plantelor”, care nu a câștigat prea mult succes în comunitatea științifică. Cel mai probabil, descoperirile călugărului brunnian nu s-au dezvoltat în primul rând pentru că el însuși a devenit curând deziluzionat de rezultatele lor. Mendel a început să încrucișeze unele specii de plante care aveau inițial caracteristici în metodele lor de reproducere. Astfel, modelele pe care le-a dedus în timp ce lucra cu mazărea nu au fost confirmate - un rezultat neplăcut al aproape o duzină de ani de muncă grea! Gregor Mendel a devenit curând stareț, iar noile sale responsabilități l-au forțat să renunțe complet la cercetarea biologică. Lucrările sale au fost amintite abia la începutul secolului al XX-lea, când mai mulți oameni de știință au „descoperit” legile lui Mendel și i-au confirmat evoluțiile. Însuși biologul augustinian a murit în 1884, cu mult înainte de întoarcerea triumfală a ideilor sale către comunitatea științifică...
| <<< Назад
|
Înainte >>> |
Onoarea descoperirii modele cantitative, care însoțește formarea hibrizilor, aparține unui călugăr ceh, botanist amator Johann Gregor Mendel(1822-1884). În lucrările sale, realizate între 1856 și 1863. au fost dezvăluite fundamentele legilor eredităţii. V 1865 g. el trimite Societăţii Naturaliştilor un articol intitulat „Experimente pe hibrizi de plante”.
G. Mendel pentru prima dată a articulat clar conceptul moștenire discretă(„Genă” - 1903, Johansen). Legea fundamentală a lui Mendel este legea purității gameților.
1902 - W. Batson formulează poziția că aceleași înclinații sunt homozigote, altele diferite sunt heterozigote.
Dar! Cercetările experimentale și analiza teoretică a rezultatelor încrucișărilor, efectuate de Mendel, au depășit dezvoltarea științei cu mai bine de un sfert de secol.
La acea vreme nu se știa aproape nimic despre purtătorii materiale ai eredității, despre mecanismele de stocare și transmitere a informațiilor genetice și despre conținutul intern al procesului de fertilizare. Chiar și ipoteze speculative despre natura eredității (Charles Darwin și alții) au fost formulate mai târziu.
Aceasta explică faptul că opera lui G. Mendel nu a primit nicio recunoaștere la un moment dat și a rămas necunoscută până redescoperirea legilor lui Mendel.
În 1900 - trei botanişti independenti unul de celălalt -
K. Correns (Germania) (porumb)
G. de Vries (Olanda) (mac, droguri)
E. Cermak (Austria) (mazăre)
Ei au descoperit în experimentele lor modelele descoperite mai devreme de Mendel și, după ce au dat peste lucrarea sa, a publicat-o din nou în 1901.
S-a stabilit (1902) că a fost cromozomii poartă informații ereditare(W. Setton, T. Boveri). Aceasta a marcat începutul unei noi direcții în genetică - teoria cromozomală a eredității. În 1906 W. Batson a introdus conceptele de „genetică”, „genotip”, „fenotip”.
Fundamentarea teoriei cromozomiale a eredității
În 1901 Thomas Ghent (Vânătoarea) Morgan(1866-1945) a început pentru prima dată să efectueze experimente pe modele animale- obiectul cercetării sale a fost musca fructelor - Drosophilamelanogaster. Caracteristici lunetă:
Nepretenție (înmulțire pe medii nutritive la o temperatură de 21-25C)
Fertilitatea (timp de 1 an - 30 de generații; o femelă - 1000 de indivizi; ciclu de dezvoltare - 12 zile: după 20 de ore - ou, 4 zile - larvă, încă 4 zile - pupă);
Dimorfism sexual: femelele sunt mai mari, abdomenul este ascuțit; masculii sunt mai mici, abdomenul este rotunjit, ultimul segment este negru)
O gamă largă de caracteristici
Dimensiuni mici (aprox. 3 mm.)
1910 Y. - T. Morgan - Teoria cromozomală a eredității:
Ereditatea este de natură discretă. O genă este o unitate a eredității și a vieții.
Cromozomii își păstrează individualitatea structurală și genetică pe tot parcursul ontogenezei.
În R! Cromozomii omologi sunt conjugați în perechi și apoi diverg, căzând în diferite celule germinale.
În celulele somatice care decurg din zigot, setul de cromozomi este format din 2 grupe omoloage (feminin, masculin).
Fiecare cromozom joacă un rol specific. Genele sunt aranjate liniar și formează un grup de legătură.
1911 - legea moștenirii legate de trăsături (gene)(genele localizate pe un cromozom sunt moștenite legate).
Astfel, există două etape importante în dezvoltarea geneticii:
1 - Descoperirile lui Mendel bazate pe studii hibridologice - stabilirea tiparelor cantitative în scindarea trăsăturilor în timpul încrucișării.
2 - dovada că purtătorii factorilor ereditari sunt cromozomii. Morgan a formulat și a demonstrat experimental poziția de legătură a genelor în cromozomi.
Gregor Mendel a fost primul care s-a apropiat de rezolvarea unui mister străvechi. A fost călugăr la Mănăstirea Brunn (acum Brno, Republica Cehă) și, pe lângă predare, a fost angajat în experimente de încrucișare a mazării de grădină în timpul liber. Lucrarea sa pe această temă, publicată în 1865, nu a fost acceptată pe scară largă. În ciuda faptului că teoria selecției naturale a atras atenția întregii lumi științifice cu șase ani mai devreme, puținii cercetători care au citit articolul lui Mendel nu i-au acordat prea multă importanță și nu au pus în legătură faptele enunțate în ea cu teoria originea speciilor. Și abia la începutul secolului al XX-lea, trei biologi, care efectuează experimente pe diferite organisme, au primit rezultate similare, confirmând ipoteza lui Mendel, care a devenit celebru postum ca fondator al geneticii.
De ce a reușit Mendel în ceea ce au eșuat majoritatea celorlalți cercetători? În primul rând, el a examinat doar trăsături simple, clar identificabile, cum ar fi culoarea sau forma semințelor. Nu este ușor să izolezi și să identifici trăsături simple care pot fi moștenite. Trăsături precum înălțimea plantelor, precum și inteligența sau forma nasului unei persoane, depind de mulți factori și este foarte dificil de urmărit legile moștenirii lor. Semnele vizibile în exterior și, în același timp, independente de ceilalți, sunt destul de rare. În plus, Mendel a observat transmiterea trăsăturii pe parcursul mai multor generații. Și poate cel mai important, el a notat exact număr indivizi cu una sau alta trăsătură și au efectuat o analiză statistică a datelor.
În experimentele clasice de genetică, se folosesc întotdeauna două sau mai multe soiuri, două soiuri sau linii, din aceeași specie biologică, care diferă unele de altele în moduri atât de simple, cum ar fi culoarea florii plantelor sau culoarea blănii animalelor. Mendel a început cu curata liniile mazarea, adica din linii care, de-a lungul mai multor generatii, s-au incrucisat exclusiv intre ele si de aceea au prezentat constant o singura forma a trasaturii. Se spune că astfel de linii sunt reproduce curat.În timpul experimentului lui Mendel traversatîntre ei indivizi din diferite linii şi primite hibrizi.În același timp, pe stigmatizarea unei plante cu antere îndepărtate dintr-o linie, a transferat polen de plantă dintr-o altă linie. S-a presupus că trăsăturile diferitelor plante părinte la descendenții hibrizi ar trebui amestecate între ele. Într-un experiment (Fig. 4.1), Mendel a încrucișat un soi pur cu semințe galbene și un soi pur cu semințe verzi. În înregistrarea experimentului, crucea înseamnă „încrucișat cu...”, iar săgeata indică generația următoare.
S-ar putea presupune că generația hibridă ar avea semințe galben-verzui sau unele galbene și altele verzi. Dar s-au format numai semințe galbene. S-ar părea că semnul „verde” a dispărut complet din generație F 1(scrisoare F sunt indicate generații, din cuvântul latin filius - fiu). Apoi Mendel a plantat semințele de la o generație F 1și au încrucișat plantele între ele, obținând astfel a doua generație F 2. Este interesant că trăsătura „verde”, care a dispărut în prima generație hibridă, a reapărut: la unele plante din generație. F 2 aveau seminte galbene, in timp ce altele aveau seminte verzi. Alte experimente privind încrucișarea plantelor cu diferite manifestări ale trăsăturii au dat aceleași rezultate. De exemplu, când Mendel a încrucișat un soi pur de mazăre cu flori violet și un soi pur cu flori albe, în generație F 1 toate plantele s-au dovedit a avea flori violete și într-o generație F 2 unele plante aveau flori violet, în timp ce altele aveau flori albe.
Spre deosebire de predecesorii săi, Mendel a decis să numere numărul exact de plante (sau semințe) cu una sau cutare trăsătură. Prin încrucișarea plantelor după culoarea semințelor, a primit într-o generație F 2 6022 semințe galbene și 2001 semințe verzi. Prin încrucișarea plantelor după culoarea florilor, a primit 705 flori violet și 224 albe. Aceste cifre încă nu spun nimic și, în cazuri similare, predecesorii lui Mendel au renunțat și au susținut că nu se poate spune nimic rezonabil despre asta. Cu toate acestea, Mendel a observat că raportul acestor numere era aproape de 3: 1, iar această observație l-a determinat la o concluzie simplă.
Mendel s-a dezvoltat model- o explicație ipotetică a ceea ce se întâmplă la traversare. Valoarea unui model depinde de cât de bine explică faptele și prezice rezultatele experimentale. Conform modelului lui Mendel, în plante există anumiți „factori” care determină transmiterea trăsăturilor ereditare, iar fiecare plantă are doi factori pentru fiecare trăsătură – câte unul de la fiecare părinte. În plus, unul dintre acești factori poate fi dominant adică puternic și vizibil, iar celălalt - recesiv, sau slab și invizibil. Culoarea galbenă a semințelor trebuie să fie dominantă, iar culoarea verde să fie recesivă; violetul este dominant asupra albului. Această proprietate a „factorilor de ereditate” se reflectă în înregistrarea experimentelor genetice: o literă mare înseamnă o trăsătură dominantă, iar o literă mică înseamnă una recesivă. De exemplu, galbenul poate fi notat ca Ү, iar verde ca la. Conform punctului de vedere modern, „factorii de ereditate” sunt gene individuale care determină culoarea sau forma semințelor și numim diferitele forme ale genei. alele sau alelomorfi (morf- forma, allelon- fiecare).
Orez. 4.1. Explicația rezultatelor obținute de Mendel. Fiecare plantă are două copii ale unei gene care determină culoarea, dar transferă una dintre aceste copii gameților săi. Gena Y este dominantă în raport cu gena y; prin urmare, semințele tuturor plantelor din generația Ft cu un set de gene Yy sunt galbene. În următoarea generație, sunt posibile patru combinații de gene, dintre care trei produc semințe galbene și una- verde
În fig. 4.1 arată cursul experimentelor lui Mendel și arată, de asemenea, concluziile la care a ajuns. O linie curată de mazăre cu semințe galbene trebuie să aibă doi factori Y (AA),și o linie pură de mazăre cu semințe verzi sunt doi factori tu (ooh). Deoarece ambii factori din plantele părinte sunt aceiași, spunem că ei homozigot sau că aceste plante - homozigoți. Fiecare dintre plantele părinte oferă urmașilor un factor care determină culoarea semințelor, astfel încât toate plantele generației F t au factori Da. Cei doi factori de culoare ai lor sunt diferiți, așa că spunem că ei heterozigot sau că aceste plante - heterozigoți. Când plantele heterozigote sunt încrucișate între ele, fiecare produce două specii de gameți, dintre care jumătate poartă factorul Y, iar cealaltă jumătate este un factor la. Gameții sunt combinați aleatoriu și oferă patru tipuri de combinații: YY, Yy, yҮ sau Wow. Semințele verzi se formează numai cu ultima combinație, deoarece ambii factori din ea sunt recesivi; alte combinații produc semințe galbene. Aceasta explică raportul de 3: 1 observat de Mendel.
