لقد وفّرت لي دراساتي العلمية رضا كبيراً؛ وأنا مقتنع بأنه لن يمضي وقت طويل قبل أن يعترف العالم بأكمله بنتائج عملي.
كان Gregor Johann Mendel عالماً وأرصادياً وعالم رياضيات وعالم أحياء وراهباً أوغسطينياً وأباً لدير St. Thomas' Abbey في Brno بـ Margraviate of Moravia. وُلد Mendel في عائلة ناطقة باللغة الألمانية في الجزء السيليزي من الإمبراطورية النمساوية التي تُعتبر اليوم جمهورية التشيك، وحصل على الاعتراف بعد وفاته كمؤسس العلم الحديث للوراثة. على الرغم من أن المزارعين كانوا يعرفون منذ آلاف السنين أن التزاوج بين الحيوانات والنباتات يمكن أن يفضّل سمات مرغوبة معينة، فإن تجارب نبات البازلاء التي أجراها Mendel بين عامي 1856 و1863 أرسّت العديد من قوانين الوراثة، والمعروفة الآن باسم قوانين Mendelian للوراثة.
عمل Mendel مع سبع خصائص لنبات البازلاء: ارتفاع النبات، وشكل القرن ولونه، وشكل البذرة ولونها، وموضع الزهرة ولونها. وبأخذ لون البذرة كمثال، أظهر Mendel أنه عندما تم تهجين بازلاء صفراء نقية التكاثر مع بازلاء خضراء نقية التكاثر، أنتج نسلها دائماً بذوراً صفراء. ومع ذلك، في الجيل التالي، أعادت ظهور البازلاء الخضراء بنسبة 1 أخضر إلى 3 أصفر. ولتفسير هذه الظاهرة، صاغ Mendel المصطلحات "متنحٍ" و"سائد" في إشارة إلى سمات معينة. في المثال السابق، السمة الخضراء، التي يبدو أنها اختفت في الجيل الأول الناشئ، متنحية والأصفر سائد. نشر عمله في عام 1866، حيث أظهر عمل "عوامل" غير مرئية—تُسمى الآن جينات—في تحديد سمات الكائن الحي بشكل متوقع.
لم يتم الاعتراف بالأهمية العميقة لعمل Mendel إلا في مطلع القرن العشرين، أي بعد ما يزيد على ثلاثة عقود، مع إعادة اكتشاف قوانينه. تحقق Erich von Tschermak وHugo de Vries وCarl Correns بشكل مستقل من عدة من نتائج التجارب التجريبية لـ Mendel في عام 1900، مما فتح العصر الحديث لعلم الوراثة.
الحياة والمسيرة المهنية
وُلد Mendel في عائلة تشيكية ناطقة باللغة الألمانية في Hynčice (يُعرف باسم Heinzendorf bei Odrau باللغة الألمانية) في الحدود بين Moravian-Silesian بالإمبراطورية النمساوية، وهي الآن جزء من جمهورية التشيك. كان ابن Anton وRosine Schwirtlich Mendel وكان لديه أخت أكبر واحدة، Veronika، وأخت أصغر، Theresia. عاشوا وعملوا في مزرعة كانت مملوكة لعائلة Mendel لمدة 130 سنة على الأقل، والمنزل حيث وُلد Mendel هو الآن متحف مكرس لـ Mendel. خلال طفولته، عمل Mendel كبستاني ودرس تربية النحل. كشاب، التحق بـ gymnasium في Opava (يُعرف باسم Troppau باللغة الألمانية). اضطر إلى أخذ أربعة أشهر عطلة خلال دراسته في gymnasium بسبب المرض. من 1840 إلى 1843، درس الفلسفة العملية والنظرية والفيزياء في معهد الفلسفة بجامعة Olomouc، وأخذ سنة أخرى عطلة بسبب المرض. كما واجه صعوبات مالية لتمويل دراسته، وأعطته Theresia مهرها. لاحقاً، ساعد في دعم أبنائها الثلاثة، اثنان منهم أصبحا طبيبين.
أصبح راهباً جزئياً لأنه مكّنه من الحصول على تعليم دون الاضطرار إلى دفع ثمنه بنفسه. كابن لمزارع يعاني من الكفاف، الحياة الرهبانية، بكلماته، أنقذته من "القلق الدائم بشأن وسيلة للعيش." وُلد Johann Mendel، وأُعطي اسم Gregor Řehoř بالتشيكية عندما انضم إلى رهبان Augustinian.
عندما دخل Mendel كلية الفلسفة، كان قسم تاريخ الطبيعة والزراعة برئاسة Johann Karl Nestler الذي أجرى بحثاً واسعاً حول السمات الوراثية للنباتات والحيوانات، خاصة الأغنام. بتوصية من أستاذ الفيزياء Friedrich Franz، دخل Mendel دير St Thomas's Abbey في Brno (يُعرف باسم Brünn باللغة الألمانية) وبدأ تدريبه كاهناً. عمل Mendel كمدرس ثانوي بديل. في عام 1850، فشل في الجزء الشفهي، الأخير من الأجزاء الثلاثة، من امتحاناته ليصبح مدرساً ثانوياً معتمداً. في عام 1851، أُرسل إلى جامعة Vienna ليدرس برعاية Abbot Cyril František Napp حتى يتمكن من الحصول على تعليم أكثر رسمية. في Vienna، كان أستاذ الفيزياء لديه Christian Doppler. عاد Mendel إلى ديره في عام 1853 كمدرس، بشكل أساسي للفيزياء. في عام 1856، أجرى امتحان ليصبح مدرساً معتمداً وفشل مرة أخرى في الجزء الشفهي. في عام 1867، حلّ محل Napp كرئيس للدير.
بعد رفعه إلى منصب رئيس الدير في عام 1868، انتهى عمله العلمي إلى حد كبير، حيث أصبح Mendel مثقلاً بمسؤوليات إدارية، خاصة نزاع مع الحكومة المدنية بشأن محاولتها فرض ضرائب خاصة على المؤسسات الدينية. توفي Mendel في 6 يناير 1884، في سن 61، في Brno بـ Moravia بـ Austria-Hungary التي تُعتبر الآن التشيك، من التهاب الكلى المزمن. عزف الموسيقار التشيكي Leoš Janáček الأرغن في جنازته. بعد وفاته، أحرق الرئيس التالي جميع الأوراق في مجموعة Mendel لوضع حد للنزاعات على الضرائب.
الإسهامات
تجارب على تهجين النبات
Gregor Mendel، المعروف باسم "أب الوراثة الحديثة"، اختار دراسة التباين في النباتات في حديقة تجريبية مساحتها 2 هكتار (4.9 فدان) بديره.
بعد التجارب الأولية مع نباتات البازلاء، استقر Mendel على دراسة سبع صفات بدت أنها يتم وراثتها بشكل مستقل عن الصفات الأخرى: شكل البذرة، ولون الزهرة، وصبغة الغلاف البذري، وشكل القرن، ولون القرن غير الناضج، وموقع الزهرة، وارتفاع النبات. ركز في البداية على شكل البذرة، والذي كان إما زاويّاً أو مستديراً. ما بين عام 1856 و1863 قام Mendel بزراعة واختبار حوالي 28,000 نبات، معظمها من نباتات البازلاء (Pisum sativum). أظهرت هذه الدراسة أنه عندما تم تهجين أصناف مختلفة نقية التكاثر ببعضها البعض (على سبيل المثال، نباتات طويلة تم تلقيحها بنباتات قصيرة)، في الجيل الثاني، كان واحد من كل أربعة نبات بازلاء لديه صفات متنحية نقية التكاثر، واثنان من بين أربعة كانا هجينين، وواحد من بين أربعة كان صفة سائدة نقية التكاثر. أدت تجاربه إلى قيامه بتعميمين، قانون الانفصال وقانون التصنيف المستقل، والذي أصبح لاحقاً معروفاً باسم قوانين Mendel للوراثة.
الاستقبال الأولي لعمل Mendel
قدم Mendel ورقته البحثية، "Versuche über Pflanzenhybriden" ("تجارب على تهجين النبات")، في اجتماعين لجمعية تاريخ الطبيعة في Brno في Moravia في 8 فبراير و8 مارس 1865. أثارت بعض التقارير الإيجابية في الصحف المحلية، لكن تم تجاهلها من قبل المجتمع العلمي. عندما تم نشر ورقة Mendel في عام 1866 في Verhandlungen des naturforschenden Vereines in Brünn، كانت تُعتبر بشكل أساسي حول التهجين بدلاً من الوراثة، وكان لها تأثير قليل، وتم الاستشهاد بها فقط حوالي ثلاث مرات على مدى الخمسة وثلاثين سنة التالية. تم انتقاد ورقته في ذلك الوقت، لكن تُعتبر الآن عملاً أساسياً. والجدير بالذكر أن Charles Darwin لم يكن على علم بورقة Mendel، ويُتصور أنه إذا كان على علم بها، فإن الوراثة كما هي موجودة الآن قد تكون قد حدثت في وقت أبكر بكثير. وبالتالي، فإن السيرة الذاتية العلمية لـ Mendel توفر مثالاً على فشل المبتكرين الأصليين الغامضين جداً في الحصول على الاهتمام الذي يستحقونه.
إعادة اكتشاف عمل Mendel
استمع حوالي أربعون عالماً إلى محاضرتي Mendel الرائدتين، لكن يبدو أنهم فشلوا في فهم عمله. لاحقاً، أجرى أيضاً مراسلات مع Carl Nägeli، أحد الأحياء البارزين في ذلك الوقت، لكن Nägeli أيضاً فشل في تقدير اكتشافات Mendel. في بعض الأحيان، يجب أن يكون Mendel قد راود الشكوك حول عمله، لكن ليس دائماً: "وقتي سيأتي"، كما يُقال أنه أخبر صديقاً، Gustav von Niessl.
خلال حياة Mendel، احتفظ معظم الأحياء بفكرة أن جميع الخصائص تم نقلها إلى الجيل التالي من خلال الوراثة المختلطة، حيث يتم معادلة الصفات من كل والد. يتم شرح حالات هذه الظاهرة الآن بعمل جينات متعددة مع تأثيرات كمية. حاول Charles Darwin بدون جدوى شرح الوراثة من خلال نظرية pangenesis. لم يكن الأمر حتى مطلع القرن العشرين حتى تم إدراك أهمية أفكار Mendel.
بحلول عام 1900، أدى البحث الموجه نحو إيجاد نظرية ناجحة للوراثة المتقطعة بدلاً من الوراثة المختلطة إلى تكرار مستقل لعمله من قبل Hugo de Vries وCarl Correns، وإعادة اكتشاف كتابات وقوانين Mendel. أقرّ كلاهما بأسبقية Mendel، ويُعتقد أنه من المحتمل أن de Vries لم يفهم النتائج التي وجدها حتى بعد قراءة Mendel. على الرغم من أن Erich von Tschermak حصل في الأصل على رصيد إعادة الاكتشاف أيضاً، فلم يعد يتم قبول ذلك لأنه لم يفهم قوانين Mendel. على الرغم من أن de Vries فقد لاحقاً الاهتمام بـ Mendelism، بدأ الأحياء الآخرون في إنشاء الوراثة الحديثة كعلم. نشر كل واحد من هؤلاء الباحثين الثلاثة، من دول مختلفة، إعادة اكتشاف عمل Mendel خلال فترة شهرين في ربيع عام 1900.
تم تكرار نتائج Mendel بسرعة، وتم حساب الربط الجيني بسرعة. توافد الأحياء على النظرية؛ على الرغم من أنه لم يكن قابلاً للتطبيق بعد على العديد من الظواهر، إلا أنه سعى إلى إعطاء فهم نمطي للوراثة الذي شعروا أنه كان ينقص الدراسات السابقة للوراثة، التي ركزت على النهج النمطية الظاهرية. كان الأكثر بروزاً من هذه النهج السابقة مدرسة القياس الحيوي لـ Karl Pearson وW. F. R. Weldon، والتي كانت تستند بكثافة إلى الدراسات الإحصائية لتباين النمط الظاهري. جاءت أقوى معارضة لهذه المدرسة من William Bateson، الذي ربما فعل أكثر في الأيام الأولى من نشر فوائد نظرية Mendel - كلمة "الوراثة"، وجزء كبير من مصطلحات التخصص الأخرى، نشأت مع Bateson. كان هذا النقاش بين القياسيين و Mendelians شديداً جداً في العقدين الأوليين من القرن العشرين، حيث ادعى القياسيون بالدقة الإحصائية والرياضية، بينما ادعى Mendelians فهماً أفضل للأحياء. يُظهر الوراثة الحديثة أن وراثة Mendelian هي في الواقع عملية بيولوجية متأصلة، على الرغم من أن ليس جميع جينات تجارب Mendel مفهومة حتى الآن.
في النهاية، تم الجمع بين النهجين، خاصة من خلال العمل الذي أجراه R. A. Fisher في وقت مبكر من عام 1918. الجمع، في الثلاثينيات والأربعينيات، من الوراثة Mendelian مع نظرية Darwin للانتقاء الطبيعي أسفر عن التركيب الحديث للأحياء التطوري.
تجارب أخرى
بدأ Mendel دراساته على الوراثة باستخدام الفئران. كان في St. Thomas's Abbey لكن أسقفه لم يحب أحد رهبانه يدرس التكاثر الحيواني، لذا تحول Mendel إلى النباتات. قام Mendel أيضاً بتربية النحل في بيت نحل تم بناؤه له، باستخدام خلايا نحل قام بتصميمها. درس أيضاً الفلك والأرصاد الجوية، وأسس "جمعية الأرصاد الجوية النمساوية" في عام 1865. كانت غالبية أعماله المنشورة مرتبطة بالأرصاد الجوية.
أجرى Mendel أيضاً تجارب مع نبات الهيراسيوم (Hieracium) والنحل. نشر تقريراً عن عمله مع الهيراسيوم، مجموعة من النباتات ذات الاهتمام الكبير للعلماء في ذلك الوقت بسبب تنوعها. ومع ذلك، كانت نتائج دراسة وراثة Mendel في الهيراسيوم مختلفة عن نتائجه للبازلاء؛ كان الجيل الأول متغيراً جداً وكان الكثير من نسلهم متطابقين مع الوالد الأمومي. في مراسلاته مع Carl Nägeli ناقش نتائجه لكنه لم يتمكن من شرحها. لم يتم تقديره حتى نهاية القرن التاسع عشر أن العديد من أنواع الهيراسيوم كانت
