Bilimsel çalışmalarım bana büyük tatmin sağlamıştır; ve tüm dünyanın kısa sürede çalışmamın sonuçlarını tanıyacağına ikna oldum.
Gregor Johann Mendel, bilim insanı, meteoroloji mühendisi, matematikçi, biyolog, Augustusçu rahip ve Brno'daki St. Thomas' Abbey'nin başrahip yardımcısıydı. Mendel, Avusturya İmparatorluğu'nun Silez bölgesinde Almanca konuşan bir ailede doğdu - bugünün Çek Cumhuriyeti - ve çağdaş genetik biliminin kurucusu olarak ölümünden sonra tanınmıştır. Çiftçiler binlerce yıldır hayvan ve bitkilerin çaprazlanmasının belirli istenen özellikleri tercih edebileceğini bilmiş olsa da, Mendel'in 1856 ile 1863 arasında yürüttüğü bezelye bitki deneyleri, şimdi Mendeliyen kalıtım yasaları olarak adlandırılan kalıtım kurallarının çoğunu ortaya koymuştur.
Mendel bezelye bitkisinin yedi karakteristiği ile çalışmıştır: bitki boyu, bakla şekli ve rengi, tohum şekli ve rengi, çiçek konumu ve rengi. Tohum rengi örneği olarak, Mendel, gerçek ırk sarı bezelyesi ile gerçek ırk yeşil bezelyesi çaprazlandığında, yavruların her zaman sarı tohumlar ürettiğini göstermiştir. Ancak, sonraki nesilde, yeşil bezelyeler 1 yeşil - 3 sarı oranında yeniden ortaya çıkmıştır. Bu fenomeni açıklamak için, Mendel belirli özellikleri belirtmek üzere "resesif" ve "dominant" terimlerini kullanmıştır. Önceki örnekte, birinci filial nesilde kaybolmuş gibi görünen yeşil özellik resesiftir ve sarı baskındır. Çalışmasını 1866'da yayınladı ve bu çalışmada organizmanın özelliklerini tahmin edilebilir şekilde belirleyen görünmez "faktörlerin" - şimdi genler olarak adlandırılan - etkinliklerini göstermiştir.
Mendel'in çalışmasının derin önemi, 20. yüzyılın başında - otuz küsür yıl sonra - yasalarının yeniden keşfi ile tanınmıştır. Erich von Tschermak, Hugo de Vries ve Carl Correns 1900'de bağımsız olarak Mendel'in deneysel bulgularının birkaçını doğrulamış ve genetiğin modern çağını başlatmıştır.
Yaşam ve kariyer
Mendel, Avusturya İmparatorluğu'nun Moravya-Silez sınırında Hynčice - Almanca'da Heinzendorf bei Odrau - Almanca konuşan bir Çek ailesinde doğdu - şimdi Çek Cumhuriyeti'nin bir parçası. Anton ve Rosine Schwirtlich Mendel'in oğluydu ve bir kız kardeşi Veronika ve bir kız kardeşi Theresia vardı. Mendel ailesinin en az 130 yıldır sahip olduğu bir çiftlikte yaşadılar ve çalıştılar - Mendel'in doğduğu ev şimdi Mendel'e adanmış bir müze. Çocukluğu sırasında, Mendel bahçıvan olarak çalıştı ve arıcılık okudu. Genç bir adam olarak, Opava'da - Almanca'da Troppau adlı - gimnazyana gitti. Gimnazyum öğreniminin dördüncü ayında hastalık nedeniyle dört ay arası vermek zorunda kaldı. 1840'tan 1843'e kadar, Olomouc Üniversitesi'nin Felsefe Enstitüsü'nde pratik ve teorik felsefe ve fizik okudu; hastalık nedeniyle bir yıl daha arası verdi. Ayrıca öğrenimini ödemeye yönelik finansal güçlükleri yaşadı ve Theresia ona mirasını verdi. Daha sonra, iki kişisi doktor olan üç oğlunun geçimini sağlamakta yardımcı oldu.
Kısmen bir rahip oldu çünkü bu, eğitim almasını kendisi ödemeye gerek kalmadan sağlamıştı. Mücadele eden bir çiftçinin oğlu olarak, manastır hayatı, onun sözcükleriyle, ona "geçim kaynağı hakkında sürekli endişe"den kurtarmıştı. Johann Mendel olarak doğmuş, Augustusçu rahiplere katıldığında Çek dilinde Gregor Řehoř adı verilmiştir.
Mendel Felsefe Fakültesi'ne girdiğinde, Doğal Tarih ve Ziraat Bölümü, özellikle koyunlar olmak üzere, bitki ve hayvanların kalıtsal özelliklerinin kapsamlı araştırmasını yapan Johann Karl Nestler tarafından yönetiliyordu. Fizik öğretmeni Friedrich Franz'ın tavsiyesi üzerine, Mendel Brno'daki - Almanca'da Brünn adı verilen - Augustusçu St Thomas's Abbey'ye girdi ve rahip olarak eğitim almaya başladı. Mendel, ikame yüksek okul öğretmeni olarak çalıştı. 1850'de, yüksek okul öğretmeni olarak sertifikalanmak için, sınavının son kısmı olan sözlü sınav bölümünde başarısız oldu. 1851'de, daha resmi eğitim alabilmesi için Başrahip Cyril František Napp'ın sponsorluğunda Viyana Üniversitesi'ne gönderildi. Viyana'da, fizik profesörü Christian Doppler idi. Mendel 1853'te manastırına öğretmen olarak döndü, esas olarak fizik öğretmeni. 1856'da, sertifikalı öğretmen olmak için sınavı geçti ve yine sözlü bölümde başarısız oldu. 1867'de, Napp'ın yerine manastırın başrahip yardımcısı oldu.
1868'de başrahip yardımcısı olarak yükseltildikten sonra, bilimsel çalışması büyük ölçüde sona erdi, çünkü Mendel, idari sorumluluklarla aşırı yüklendi, özellikle dini kurumlar üzerine özel vergiler dayatma girişimi konusunda sivil hükümet ile bir anlaşmazlık. Mendel, 6 Ocak 1884'te, 61 yaşında, Brno, Moravia, Avusturya-Macaristan - şimdi Çek Cumhuriyeti - kronik nefrit nedeniyle öldü. Çek besteci Leoš Janáček cenazesinde organ çaldı. Ölümünden sonra, ardıl başrahip yardımcısı, Mendel'in koleksiyonundaki tüm belgeleri vergiye ilişkin anlaşmazlığı sonlandırmak için yaktı.
Katkılar
Bitki hibridizasyonu deneyleri
Gregor Mendel, "modern genetiğin babası" olarak bilinir, manastırının 2 hektarlık - 4,9 akre - deneysel bahçesinde bitkilerdeki farklılıkları incelemeyi seçmiştir.
Bezelye bitkileri ile ilk deneylerinden sonra, Mendel, diğer özelliklerden bağımsız olarak kalıtsal görünen yedi özelliği incelemeye karar vermiştir: tohum şekli, çiçek rengi, tohum kabuğu rengi, bakla şekli, olgunlaşmamış bakla rengi, çiçek konumu ve bitki boyu. İlk olarak, açısal veya yuvarlak olan tohum şeklinde odaklandı. 1856 ile 1863 arasında Mendel yaklaşık 28.000 bitki yetiştirdi ve test etti, bunların çoğu bezelye bitkileri (Pisum sativum) idi. Bu çalışma, gerçek ırk farklı çeşitleri bir birlerine çaprazlandığında (örn. uzun bitkiler kısa bitkiler tarafından fertilize edildiğinde), ikinci nesilde, dört bezelyeden biri saf resesif özelliklere sahip, dört kişiden ikisi melezdi ve dört kişiden biri saf baskındı. Onun deneyleri, Segregasyon Yasası ve Bağımsız Assortment Yasası olarak bilinen iki genelleme yapmaya yol açtı; bunlar daha sonra Mendel'in Kalıtım Yasaları olarak bilinmeye başlanmıştır.
Mendel'in çalışmasının ilk kabulü
Mendel, "Versuche über Pflanzenhybriden" - "Bitki Hibridizasyonu Üzerine Deneyler" - adlı makalesini, Brno Doğal Tarih Derneği'nin Morava'daki iki toplantısında 8 Şubat ve 8 Mart 1865'te sundu. Yerel gazetelerde birkaç olumlu rapor oluşturdu ancak bilimsel toplum tarafından görmezden gelindi. Mendel'in makalesi 1866'da Verhandlungen des naturforschenden Vereines in Brünn'de yayınlandığında, esas olarak kalıtımdan ziyade hibridizasyon hakkında görülmüş, çok az etki yapmış ve sonraki otuz beş yıl içinde yalnızca yaklaşık üç kez alıntılandı. Onun makalesi o zamanlar eleştirildi ancak şimdi önemli bir çalışma olarak kabul edilmektedir. Dikkate değer olarak, Charles Darwin Mendel'in makalesinden haberdar değildi ve eğer haberdar olsaydı, genetiğin şu anda var olduğu şekliyle çok daha erken tutunabilir olacağı öngörülmektedir. Mendel'in bilimsel biyografisi böylece karanlık, oldukça orijinal yenilikçilerin hak ettikleri dikkati almada başarısızlığının bir örneğini sağlar.
Mendel'in çalışmasının yeniden keşfi
Yaklaşık kırk bilim insanı Mendel'in iki çığır açan dersini dinledi ancak anlaşılan odur ki onlar onun çalışmasını anlamada başarısız oldular. Daha sonra, o zamanın öncü biyologlarından biri olan Carl Nägeli ile yazışmalarda bulundu ancak Nägeli de Mendel'in keşiflerini takdir etmedi. Bazen, Mendel çalışması hakkında şüpheler yaşamış olmalıydır, ancak her zaman değil: "Benim zamanım gelecek," dostlarından biri olan Gustav von Niessl'e söylemiş olarak rapor edildi.
Mendel'in yaşamı boyunca, çoğu biyolog, tüm özelliklerin karışım kalıtımı yoluyla sonraki nesle aktarıldığı fikrini tutmuşlardır; bu, her ebeveynin özellikleri ortalanır. Bu fenomenin örnekleri şimdi nicel etkiler ile birçok gen tarafından açıklanmaktadır. Charles Darwin, pangenez teorisi yoluyla kalıtımı açıklamaya çalışmış ancak başarısız olmuştur. Mendel'in fikirlerinin önemi 20. yüzyılın başında fark edilene kadar değildi.
1900'ye kadar, karışım kalıtımı yerine süreksiz kalıtımın başarılı bir teorisini bulmayı amaçlayan araştırma, Hugo de Vries ve Carl Correns tarafından bağımsız olarak onun çalışmasının kopyalanması ve Mendel'in yazılarının ve yasalarının yeniden keşfine yol açtı. Her ikisi de Mendel'in önceliğini kabul ettiler ve de Vries'in Mendel'i okuduktan sonra bulduğu sonuçları anlamamış olduğu düşünülmektedir. Erich von Tschermak başlangıçta yeniden keşif ile de kredilendirilmiş olsa da, Mendel'in yasalarını anlamadığı için bu artık kabul edilmez. de Vries daha sonra Mendelizme ilgi kaybetmiş olsa da, diğer biyologlar modern genetiği bir bilim olarak kurmanıza başladılar. Bu üç araştırmacının her biri, farklı bir ülkeden gelmek, 1900'ün ilkbaharında iki aylık bir süre içinde Mendel'in çalışmasının yeniden keşfini yayınladı.
Mendel'in sonuçları hızlı bir şekilde kopyalandı ve genetik bağlantı hızlı bir şekilde çalışıldı. Biyologlar teoriye akın ettiler; henüz birçok fenomene uygulanabilir olmasa da, önceki kalıtım çalışmalarında, fenotipik yaklaşımlar üzerine odaklanmış olan, eksik olduğunu hissettikleri kalıtımın genotipik bir anlayışını vermek istedi. Bu önceki yaklaşımlardan en göze çarpanı, istatistiksel fenotip varyasyon çalışmalarına ağır basarak dayanan Karl Pearson ve W. F. R. Weldon'ın biyometrik okuluydu. Bu okula karşı en güçlü muhalefet, belki de Mendel teorisinin faydalarını erken günlerde publicizing'de en çok yapan William Bateson'dan geldi - "genetik" sözcüğü ve disiplinin diğer birçok terminolojisi Bateson ile kaynaklanmıştır. Biyometrisyenler ve Mendelyenliler arasında bu tartışma, 20. yüzyılın ilk iki on yılında son derece coşkulu bir şekilde gerçekleşti; biyometrisyenler istatistiksel ve matematiksel titizliği talep ederken, Mendelyenler biyolojinin daha iyi bir anlayışını talep ettiler. Modern genetik, Mendeliyen kalıtımının aslında doğal bir süreç olduğunu gösterir, ancak Mendel'in deneylerinin tüm genleri henüz anlaşılmamıştır.
Sonunda, iki yaklaşım, özellikle 1918 kadar erken olarak R. A. Fisher tarafından yapılan çalışmalarla birleştirilmiştir. 1930'lar ve 1940'larda, Mendeliyen genetiğinin Darwin'in doğal seçilim teorisi ile kombinasyonu, evrimsel biyolojinin modern sentezini ortaya çıkarmıştır.
Diğer deneyler
Mendel, kalıtım üzerine çalışmalarına fare kullanarak başladı. St. Thomas's Abbey'de idi ancak piskoposunun, rahiplerinden birinin hayvan cinsiyetini incelemesini beğenmedi, bu nedenle Mendel bitkilere geçti. Mendel ayrıca, kendisi için inşa edilen bir arı evinde, tasarladığı arı kovanlarını kullanarak arı yetiştirdi. Ayrıca astronomi ve meteoroloji okudu ve 1865'te 'Avusturya Meteoroloji Derneği'ni kurdu. Onun yayınlanan çalışmalarının çoğu meteoroloji ile ilgiliydi.
Mendel ayrıca Hieracium - çiçekli bitki ve bal arıları ile deney yaptı. Çeşitlilikleri nedeniyle bilim insanlarının büyük ilgisini çeken bitki grupları olan çiçekli bitkiler ile ilgili çalışmasına ilişkin bir rapor yayınladı. Ancak, Mendel'in çiçekli bitkiler kalıtım çalışmasının sonuçları bezelyeler için sonuçlarından farklıydı; ilk nesil çok değişkendi ve yavruların çoğu maternal ebeveyni aynıydı. Carl Nägeli ile yazışmada onun sonuçlarını tartıştı ancak bunları açıklayamadı. 19. yüzyılın sonuna kadar, birçok çiçekli bitki türünün apomiktik olduğu, tohumlarının çoğunu aseksüel bir işlemle ürettikleri takdir edilmedi.
Onun arılar üzerindeki sonuçlarının hiçbiri, Moravya Arıcılık Derneği'nin raporlarında geçici bir belirtiden başka, hayatta kalmadı. Kesin olarak bilinenler, özellikle diğer rahipler ve manastırın ziyaretçilerini rahatsız etmek üzere agresif olan Kıbrıslı ve Karniola arılarını kullandığıdır, öyle ki ondan onlardan kurtulması istendi. Mendel ise, öte yandan, arılarına düşkündü ve onlara "benim en sevgili küçük hayvanlarım" olarak atıfta bulundu.
Ayrıca, yeni bitki türlerini tanımladı ve bunlar "Mendel" botaniksel yazar kısaltması ile gösterilir.
Mendeliyen paradoksu
1936'da, seçkin istatistikçi ve popülasyon genetikçisi R.A. Fisher, Mendel'in deneylerini yeniden oluşturdu, F2 ikinci filial nesiller sonuçlarını analiz etti ve baskın ve resesif fenotiplerin oranını (örn. sarı bezelyeler / yeşil bezelyeler; yuvarlak bezelyeler / kırışık bezelyeler) 3'e 1 beklenen oranına implausibly ve tutarlı olarak çok yakın buldu. Fisher, "çoğu, hatta tüm deneylerin verileri Mendel'in beklentileriyle yakından anlaşmak üzere tahrif edilmiş olduğunu" iddia etti; Mendel'in iddia edilen gözlemleri, Fisher'e göre, "berbat", "şok edici" ve "pişmiş"ti.
Diğer bilim insanlar da Fisher'in Mendel'in çeşitli gözlemlerinin Mendel'in beklentilerine rahatsızlık vericek bir şekilde yakın olduğu konusunda hemfikirdir. Örneğin, Anthony W.F. Edwards şu şekilde belirtir: "Şanslı gambleri alkışlayabilirsin; ancak eğer yarın yine şanslı olursa ve ertesi gün ve takip eden gün, biraz şüpheli olmaya hak kazanırsın". Üç diğer kanıt çizgisi benzer şekilde Mendel'in sonuçlarının gerçekten çok iyi olduğu iddiasına destek verir.
Fisher'in analizi, Mendeliyen paradoksunun ortaya çıkmasına yol açtı; bu paradoks bugüne kadar çözülmemiş bir paradoks olmaya devam etmektedir. Böylelikle, bir taraftan, Mendel'in rapor edilen verileri istatistiksel açıdan söylenerek, çok iyi olduğu; diğer taraftan, "Mendel hakkında bildiğimiz her şey, onun kasıtlı sahtekârlık veya bilinçsiz gözlem uyarlamasında bulunması olası olmadığını göstermektedir". Bir dizi yazar bu paradoksunun çözülmesine çalışmıştır.
