Gregor Mendel — a mendeli öröklődés és a genetika alapítója
Gregor Mendel — életrajz és munkásság: hogyan alapozta meg a mendeli öröklődést és a modern genetikát borsókeresztezéseivel. Fedezze fel felfedezéseit!
Gregor Johann Mendel (Heinzendorf, Ausztria, 1822. július 20. - Brünn, Ausztria-Magyarország, 1884. január 6.) osztrák szerzetes és botanikus.
Borsónövények keresztezésével megalapozta a genetikát. Az üvegházában a növényeken végzett keresztezésekből domináns és recesszív karaktereket (géneket) fedezett fel. Amit megtanult, azt ma mendeli öröklődésként ismerjük.
Munkásságát eleinte nem értékelték, de 1900-ban Carl Correns és Hugo de Vries "újra felfedezte". Erich von Tschermak harmadik újrafelfedezőjének státusza ma már kevésbé meggyőző.
Életút röviden
Mendel születése után szerzetesrendbe lépett: 1843-ban belépett a brünni Szent Tamás (St. Thomas) apátságba, ahol felvette a Gregor nevet. Tanulmányait a breslaui és a bécsi egyetemen folytatta, különösen a matematika és a természettudományok területén szerzett tudást: 1851–1853 között a Bécsi Egyetemen képezte magát. Visszatérve Brünnbe, tanárként dolgozott, majd 1868-tól az apátság perjele (abbot) lett, ami megnövelte adminisztratív feladatait és csökkentette kutatási idejét. 1884-ben hunyt el Brünnben, ahol az apátságban is van nyughelye.
A borsókkal végzett kísérletek és módszer
Mendel 1856 és 1863 között rendszeres, gondosan dokumentált keresztezéseket végzett Pisum sativum (kerti borsó) fajtáival. Tudatosan olyan öröklődő tulajdonságokat választott, amelyek két jól elkülöníthető formában jelentkeztek, így a kísérletek egyértelműek maradtak.
- Vizsgált tulajdonságok: magforma (gömbölyű/gyűrött), magszín (sárga/zöld), virágszín (lila/fehér), hüvelyforma, hüvelyszín, virágállás és szármagasság (magas/alacsony).
- Módszer: tiszta vonalak (homozigóta fajták) keresztezése, majd az utódok számszerű megfigyelése és nyilvántartása generációnként.
- Adatkezelés: nagy számú egyed számolása és arányok kiszámítása — Mendel kiemelkedően kvantitatív, statisztikai jellegű megközelítést alkalmazott.
Mendeli törvények (egyszerű összefoglalás)
- A dominancia törvénye: ha két eltérő tulajdonságú homozigóta egyedet keresztezünk, az első utódgeneráció (F1) rendszerint csak az egyik, a domináns tulajdonságot mutatja.
- A szegregáció törvénye (első törvény): egy szervezet két allélt hordoz egy tulajdonságra; ezek az allélek szétválnak (szegregálódnak) ivarsejtek képzésekor, és az ivarsejtek mindegyike csak egy allélt kap.
- A független kombinálódás törvénye (második/gyakran nevezett második törvény): különböző tulajdonságok allélei (ha nincsenek összekapcsolva, azaz más kromoszómán vannak) függetlenül osztódnak el az ivarsejtekben, ami a dihybrid keresztezésekre jellemző 9:3:3:1 arányban nyilvánul meg.
Fontos megjegyezni, hogy a modern genetika kiegészítette és árnyalta ezeket az eredményeket: léteznek példák a génösszekapcsolódásra (linkage), nem teljes dominanciára, több gén által meghatározott (poligénes) tulajdonságokra és episztázisra, amelyeknél a mendeli egyszerű modellek nem adnak teljes magyarázatot.
Publikáció és későbbi elismerés
Mendel eredményeit 1866-ban publikálta német nyelven (Versuche über Pflanzenhybriden — Kísérletek növényi hibridekkel) a brünni Természettudományi Társaság közleményeiben. A korabeli tudományos közegben munkáját kevés figyelem övezte: részben azért, mert a biológia és a statisztika közötti kapcsolat még nem volt elfogadott, részben mert az eredmények absztrakt jellegűek voltak és nem illeszkedtek az akkori teoretikus keretekbe.
1900-ban függetlenül három kutató — Carl Correns, Hugo de Vries és Erich von Tschermak — Mendel eredményeit felidézte, ismertté tette, és ezzel elindult a modern genetika gyors fejlődése. A mai kutatás szerint Tschermaknak nem volt olyan egyértelműen dokumentált, független újrafelfedezése, mint Corrensnek és de Vries-nek.
Hatása és öröksége
Mendel munkája a genetika alapját képezi: bevezette a kísérleti tervezés, a visszakereshetőség és a számszerű adatelemzés fontosságát az öröklődés vizsgálatában. Bár eredeti törvényei egyszerűsítések, ma már a modern genetika (kromoszóma-elmélet, molekuláris genetika, genomika) kiterjeszti és pontosítja azokat.
Mendel alakja a biológiatörténet egyik ikonikus alakja: neve tiszteletére használjuk a „mendeli öröklődés” kifejezést, és munkája továbbra is alapvető oktatási és kutatási téma a genetika területén.
A kísérletek
Mendel az étkezési borsót (Pisum sativum) használta keresztezéséhez. Hét olyan karaktert választott ki, amelyek megkülönböztethetőek voltak, és soha nem keveredtek; vagy-vagy alternatívaként fordultak elő. Példák: a növény magassága (rövid vagy magas); a borsó színe (zöld vagy sárga); a virágok elhelyezkedése (csak a tetején vagy a száron szétszórva).
Amikor olyan fajtákat keresztezett, amelyek valamely tulajdonságukban különböztek (pl. magas és rövid fajtát keresztezett), a hibridek első generációja (F1) csak a két alternatíva egyikét mutatta. Az egyik tulajdonság domináns, a másik recesszív volt. Amikor azonban ezeket a hibrideket egymással keresztezte, a második (F2) generációban ismét megjelent a recesszív karakter. A domináns és recesszív karaktert mutató növények aránya közel 3:1 volt. A domináns csoport leszármazottainak (F3) további elemzése azt mutatta, hogy egyharmaduk valódi, kétharmaduk pedig hibrid felépítésű volt. A 3:1 arányt tehát át lehetett írni 1:2:1-re, ami azt jelenti, hogy az F2 generáció 50 százaléka volt fajtatiszta, 50 százaléka pedig még mindig hibrid. Ez volt Mendel legfontosabb felfedezése.
Mindezt úgy lehetne összefoglalni, hogy az öröklődés nem keveredés, ahogy Darwin gondolta, hanem részecske. A tényezők (gének) nem olvadtak össze vagy keveredtek, külön maradtak, és változatlanul öröklődtek a következő generációra.
Munkáját 1866-ban publikálta, de akkoriban senki sem látta, hogy milyen jelentős. 35 évvel később újra felfedezték a dolgozatokat, és azonnal megkezdődött a modern genetika.
Kapcsolódó oldalak
- Biológusok listája
- Mendeli öröklődés
Kérdések és válaszok
K: Ki volt Gregor Johann Mendel?
V: Gregor Johann Mendel osztrák szerzetes és botanikus volt, aki megalapozta a genetikát.
K: Mivel foglalkozott Mendel?
V: Mendel borsónövényeket keresztezett, és kísérletei révén felfedezte a domináns és recesszív tulajdonságokat (géneket).
K: Mi a mendeli öröklődés?
V: A mendeli öröklődés a tulajdonságok, vagyis a gének öröklődésének elvére utal, amelyet Gregor Mendel fedezett fel a borsónövényekkel végzett kísérletei során.
K: Mendel munkáját azonnal értékelték?
V: Nem, Mendel munkáját nem értékelték eleinte.
K: Ki fedezte fel újra Mendel munkáját?
V: Mendel munkásságát 1900-ban Carl Correns és Hugo de Vries "fedezte fel" újra.
K: Volt egy harmadik újrafelfedező?
V: Erich von Tschermakot kezdetben harmadik újrafelfedezőnek tekintették, de az ő státusza ma már kevésbé meggyőző.
K: Mi a jelentősége Mendel munkájának?
V: Mendel munkája megalapozta a modern genetikát, és segített a tudósoknak megérteni a szervezetek öröklődési mintáit.
Keres