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        追溯牧師成功之路

        時間:2023-02-09 理論教育 版權(quán)反饋
        【摘要】:追溯牧師成功之路對于遺傳學(xué),為什么到了孟德爾時代,才由孟德爾取得了劃時代的進(jìn)展呢?他在豌豆雜交試驗(yàn)中所發(fā)現(xiàn)的遺傳規(guī)律,顯然得益于他所學(xué)的數(shù)理統(tǒng)計。翁格爾還與孟德爾全面討論了融合遺傳觀的錯誤,這為孟德爾的顆粒遺傳觀奠定了重要基礎(chǔ)。在長達(dá)8年的豌豆試驗(yàn)中,累計種植和統(tǒng)計了近2萬個個體。
        追溯牧師成功之路_話說遺傳和遺傳工

        追溯牧師成功之路

        對于遺傳學(xué),為什么到了孟德爾時代,才由孟德爾取得了劃時代的進(jìn)展呢?這是我們,尤其是青年學(xué)生,值得深思的一個問題。追溯起來,大致有如下原因:

        必要的理論和技術(shù)基礎(chǔ)

        為生活所迫成為牧師的孟德爾,對神學(xué)并不感興趣,他酷愛自然科學(xué)。一位教授發(fā)現(xiàn)孟德爾是一個有為的青年,推薦并設(shè)法資助他進(jìn)維也納大學(xué)物理學(xué)院繼續(xù)深造。

        1851年,孟德爾踏進(jìn)了維也納大學(xué),開始隨著名的物理學(xué)家,“多普勒效應(yīng)”的發(fā)現(xiàn)者多普勒教授(1803年—1853年)學(xué)習(xí)物理學(xué)。孟德爾向他學(xué)習(xí)“實(shí)驗(yàn)物理學(xué)”,并作為他的實(shí)驗(yàn)助手。通過耳濡目染再加上親身實(shí)踐,孟德爾不僅學(xué)習(xí)了新的物理學(xué)原理,更體驗(yàn)到多普勒的新的科學(xué)思想和方法——以果推因的假說演繹法。這種方法是根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,經(jīng)過分析提出假說,再根據(jù)假說演繹出若干可供試驗(yàn)的期望結(jié)果,進(jìn)而通過試驗(yàn)證明假說的真?zhèn)巍羝谕Y(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相符,則假說真;反之,則假說偽。如此經(jīng)過反復(fù)修正,可逐步形成比較完整的理論。這種科學(xué)思想方法比當(dāng)時傳統(tǒng)的培根式的歸納法更能發(fā)揮科學(xué)家的主觀能動性,當(dāng)時屬于一種新穎的思維方法。顯然以后孟德爾的遺傳研究,明顯地反映了他的以果推因的假說演繹法的科學(xué)思路。

        在維也納大學(xué),孟德爾還跟數(shù)學(xué)物理學(xué)家埃汀豪森(1796年—1878年)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。埃汀豪森數(shù)理俱佳,1826年他出版了一本反映當(dāng)時歐洲數(shù)學(xué)最新成就的《組合分析》。孟德爾隨他學(xué)習(xí)數(shù)理統(tǒng)計,使這位未來的遺傳學(xué)家掌握了一般生物學(xué)家不可能掌握的數(shù)學(xué)理論和方法,看到了一般生物學(xué)家看不到的更深層次的規(guī)律。他在豌豆雜交試驗(yàn)中所發(fā)現(xiàn)的遺傳規(guī)律,顯然得益于他所學(xué)的數(shù)理統(tǒng)計。

        在維也納大學(xué),孟德爾還向植物學(xué)教授翁格爾(1800年—1870年)學(xué)習(xí)過。翁格爾在其《植物學(xué)基礎(chǔ)》著作中,記敘了各種植物雜交形成新品種的原因和技術(shù),特別是豌豆雜交試驗(yàn)的分析。孟德爾在老師指導(dǎo)下,仔細(xì)研讀了這部著作,并做了筆記和眉批(該著作保存在布爾諾的孟德爾紀(jì)念館中)。老師的科學(xué)思想指導(dǎo)了后來孟德爾的豌豆試驗(yàn)。翁格爾還與孟德爾全面討論了融合遺傳觀的錯誤,這為孟德爾的顆粒遺傳觀奠定了重要基礎(chǔ)。

        在維也納大學(xué),孟德爾還爭分奪秒地聽了大量課程,包括生物學(xué)、動物學(xué)、果樹學(xué)、昆蟲學(xué)、植物學(xué)和化學(xué),參加了維也納植物學(xué)會,并撰寫了兩篇昆蟲危害植物的論文。孟德爾深知在大學(xué)學(xué)習(xí)期限只有兩年,他要抓住一切機(jī)會努力學(xué)習(xí)。孟德爾在大學(xué)兩年的節(jié)假日都是在圖書館和宿舍度過的,通過兩年的學(xué)習(xí),他大大地充實(shí)了自己,具備了獨(dú)立從事遺傳學(xué)研究的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。

        精心選擇試驗(yàn)材料

        試驗(yàn)材料的選擇在遺傳學(xué)研究中極為重要,試驗(yàn)材料的典型性、易分類性、易操作性、易生長性、易控制性和結(jié)果的易觀察性,都是試驗(yàn)成功的關(guān)鍵。孟德爾選擇豌豆作為試驗(yàn)材料,從調(diào)研、收集種子、選擇性狀到培育出純種,花了數(shù)年的時間做準(zhǔn)備工作。他選擇豌豆作為試驗(yàn)材料,是因?yàn)?如我們所知,它具有明顯的容易識別的相對性狀;它是自花授粉作物,易控制授粉以保證雜交的專一性;容易栽培管理和生活周期相對較短等優(yōu)點(diǎn),這些都為試驗(yàn)結(jié)果的可靠性提供了保證。孟德爾若沒有選擇豌豆(如選擇人的智力、身高等的性狀作為研究對象),或者雖選了豌豆,但沒有精心培育出各種純系豌豆,很可能就成不了遺傳學(xué)的奠基人。

        科學(xué)研究試驗(yàn)材料的選擇,往往反映了科學(xué)家的科學(xué)水平和對問題的洞察能力。試驗(yàn)材料選得適合,能使科研工作事半功倍!孟德爾對試驗(yàn)材料的精心選擇,為后人提供了借鑒,如摩爾根(1866年—1945年)選擇果蠅做遺傳試驗(yàn)和德布呂克(1906年—1981年)選擇噬菌體做分子遺傳學(xué)試驗(yàn),他們都取得了巨大的成功,不能不說得益于孟德爾對精心選擇試驗(yàn)材料的重要性的啟發(fā)。

        創(chuàng)立預(yù)測的研究方法

        遺傳是一個極其復(fù)雜的生命現(xiàn)象,在高等生物尤其如此。孟德爾沒有被這些復(fù)雜現(xiàn)象所困擾,他首先把問題化簡,即先集中對一個性狀或單位性狀進(jìn)行研究,由此得出遺傳的最基本的規(guī)律——等位基因分離規(guī)律后,再同時研究兩個、三個,進(jìn)而更多性狀的遺傳規(guī)律,又得出遺傳學(xué)的第二個基本規(guī)律——基因自由組合規(guī)律。

        他研究中的獨(dú)到之處還在于,正如以前所述,根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果提出假說,再根據(jù)假說設(shè)計試驗(yàn),預(yù)測后代表現(xiàn)是否與實(shí)際表現(xiàn)相符,以檢驗(yàn)假說的正確性。他所創(chuàng)立的測交法,在現(xiàn)代遺傳學(xué)中仍是常用的行之有效的方法。

        試驗(yàn)分析采用了數(shù)理統(tǒng)計方法

        孟德爾仔細(xì)記錄了每個特定雜交有關(guān)世代個體出現(xiàn)的表現(xiàn)型類型和每類的個體數(shù)。在長達(dá)8年的豌豆試驗(yàn)中,累計種植和統(tǒng)計了近2萬個個體。在此基礎(chǔ)上,孟德爾用數(shù)理統(tǒng)計方法對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了由表及里、去偽存真的加工工作,從似乎是雜亂無章的數(shù)據(jù)中抽象出性狀遺傳的規(guī)律性。

        孟德爾用概率統(tǒng)計方法揭示遺傳學(xué)的兩個基本規(guī)律,在當(dāng)時科學(xué)水平上也是一個非常新穎的獨(dú)創(chuàng)分析方法,是他第一次把數(shù)學(xué)引入遺傳學(xué),使遺傳學(xué)由定性階段進(jìn)入定量階段。20世紀(jì)著名的分子遺傳學(xué)家雅可布寫道:通過孟德爾,生命現(xiàn)象可用嚴(yán)密的數(shù)學(xué)加以說明,從此把概率統(tǒng)計符號和一套完整的符合邏輯的方法論引入了遺傳學(xué)。

        具有追求真理的大無畏精神

        在雜交試驗(yàn)期間,社會輿論指責(zé)他是在“教堂內(nèi)開妓院”,但孟德爾不顧咒罵,仍堅持豌豆雜交試驗(yàn),一堅持就是8個春秋!

        1865年,他在布隆召開的奧地利自然科學(xué)會上做了專題報告,系統(tǒng)地分析了前人工作失敗的原因,并公布了自己的試驗(yàn)方法和揭示的兩條遺傳規(guī)律。然而,這位“走在時間前面的人”的論文,當(dāng)時不但沒有人認(rèn)識到它的重要性,宗教界還把他的重大發(fā)現(xiàn)當(dāng)做異端邪說。他在會上得不到知音,就把論文贈給瑞士植物學(xué)權(quán)威內(nèi)利格。這位名人不但沒有看出它的重要性,反而認(rèn)為孟德爾只不過是一位業(yè)余的植物愛好者,數(shù)數(shù)豌豆對了解科學(xué)真理不會有什么幫助(圖1—5)。

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        圖1—5 同時代的人視孟德爾論文為天書

        在1866年,孟德爾把自己的研究成果以《植物雜交試驗(yàn)》為題,送交奧地利自然科學(xué)學(xué)會。同年,該學(xué)會的年刊登載了這篇名著。盡管這份年刊分送到歐美120多個圖書館,但人們對這篇論文仍“視而不見”。

        論文未見知音,郁悶的孟德爾于1884年與世長辭。

        孟德爾在世之日,他始終堅信:人們重視這篇論文的日子一定會到來。事隔35年,孟德爾盼望的日子終于來到了。1900年,三位不同國籍的科學(xué)家——荷蘭學(xué)者弗里斯、奧地利植物遺傳學(xué)家馬克和德國植物學(xué)家科倫斯為準(zhǔn)備自己的論文查閱文獻(xiàn)時,都不約而同地查到了孟德爾的遺著——《植物雜交試驗(yàn)》。從遺著上得知,他們的所謂“發(fā)現(xiàn)”,35年前孟德爾就已有定論。于是,在遺傳學(xué)界,1900年被稱為“孟德爾論文的再發(fā)現(xiàn)年”,而孟德爾被譽(yù)為遺傳學(xué)的奠基人。

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