正文

花园里的天才——孟德尔(1)

他们创造了科学:改变人类命运的科学先驱 作者:(美)罗伯特·阿德勒


如同他研究的小豌豆,孟德尔(1822—1884)谦逊的外表下隐藏着许多非凡的特质。今天,没有人会怀疑他的才华,然而他在某些方面却保守得令人惊讶。教会送他去上大学,接受当老师的训练,而他也在当地的高中教了多年书。但孟德尔一直无法通过教学资格证明的考试,考官说孟德尔缺乏洞见,头脑不清晰。然而,他却在空闲时独力工作,进行了一系列切中核心的实验,解开了遗传的秘密,而世人一直到30年后才了解他的发现。孟德尔从大自然五花八门的色彩、形态与质地中,发现遗传的基本单位,以及支配它们的简洁法则。孟德尔是一个性格含蓄,身材矮胖,眼睛闪亮的神职人员,深受学生与同事爱戴。他以耐心、勤奋和幽默感承担了许多责任。但是他在追求知识时却秉持大胆进取的精神。他在小豌豆园里,发现了一些大自然最深奥的秘密。

有时孟德尔被形容成业余学者,只是偶然有了那些发现,但这绝不是事实。尽管他出身贫困家庭,父亲是奥地利乡下的农夫,但他受过相当扎实的科学教育。他的父母运用了他们所有的资源,送他到离家数里远的地方上大学预科学校,也就是文科高中。他姐姐为了让他能继续念书,牺牲了部分的嫁妆。有几个老师看出他的潜力,在关键时提供帮助。1843年,奥玛兹哲学学院的物理学教授向布利尼摩拉维亚(今捷克布尔诺)圣托马斯奥古斯丁修道院的院长推荐了孟德尔。

这家修道院是摩拉维亚的智识生活中心。它的院长西瑞尔?奈普(Cyril Napp)向来鼓励他的僧侣在执行修道院的职责之外,要多追求科学或艺术兴趣。孟德尔研究神学,并在1848年接受任命,成为神职人员。他发现照顾病人会令他很不安,于是被派到附近瑟耐恩(Znaim)的高中教书。为了成为正式教员,他参加了教师资格的鉴定考试,结果失败。具有讽刺意味的是,他在物理学和数学上获得满分,但生物学反而没有。不过他还是非常好的老师,因此修道院的院长送他到维也纳大学念书,他在那里接受了两年一流的科学训练。他在研读物理学和化学时,发现复杂的现象可以简化为更简单的东西,也能以科学定律来解释。他在班上表现良好,然而当他于1856年再度报考教师鉴定考试时,却再度失败。

同年,孟德尔开始在空闲时间,在修道院的花园开辟了一小块地,栽培作物。他的远大抱负是要找出遗传法则。他无疑非常了解这个研究的重要性。他在进行10年的实验后,发表了如今已变得非常著名的论文。他在论文中明确指出,他认为有简单且可了解的遗传法则存在,而且他准备找出它们。他甚至知道他的研究可帮助理清物种起源的问题。他的研究一点也不是业余性质。他通过一系列精心设计和仔细分析的实验,来逼近他的科学猎物。除此之外,他还以数学语言重述他的发现,利用数学模型来做预测,并用更多的实验来证实他的预测。这真的是一个科学杰作。

孟德尔知道植物学家们正尝试理清复杂又神秘的遗传问题。动植物的后代显然跟亲代有相似之处,也有相异之处。当时大多数的科学家认为亲代的特征会以混合的形式出现在子代身上,但是没有人知道亲代实际传给子代的物质是什么,也没有人知道传输的方式。那时生物学家仍在争论植物是否行有性生殖。植物学家繁殖了大量的植物,但仅做定性的观察。例如他们辨识出大多数的杂种(不相似的亲代所产生的子代)无法繁殖纯种,还有杂种的后代类似原始的亲代植物,以及不同的物种要创造出稳定杂种所需的世代数目不同。

孟德尔从寻找适合研究的植物开始着手。他选择了常见的豌豆,后来证明它们非常理想。但他不是偶然发现它们很适合的,他在选择物种时有三个条件:他需要可由不同特征分辨的稳定品种;他必须能控制授粉才行;杂种及其后代必须具有繁殖力。他在选择豌豆后,甚至还拿34个不同的豌豆品种来做实验,最后才选定他要研究的豌豆品种。同样地,他也考虑了大量性状,最后才选出七个他可以在世代之间确实追踪的性状。

1.(干燥)种子的形状:圆滑或皱皮。

2.成熟种子内部的颜色:黄橘色或绿色。

3.种皮的颜色:白色,或者灰色、灰棕或棕色。

4.豆荚的形状:平滑或皱缩。

5.未成熟研荚的颜色:绿色或鲜黄色。

6.花着生的位置:沿着茎分布,或聚集在茎的顶部。

7.茎的长度:比1.8米长,或比0.46米短。


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