Gregor Mendel: itävaltalainen munkki ja genetiikan isä
Gregor Mendel — itävaltalainen munkki ja genetiikan isä; herneristeytysten kautta paljastetut Mendelin periytymisen lait, jotka mullistivat perinnöllisyystieteen.
Gregor Johann Mendel (Heinzendorf, Itävalta, 20. heinäkuuta 1822 - Brünn, Itävalta-Unkari, 6. tammikuuta 1884) oli itävaltalainen munkki ja kasvitieteilijä.
Hän perusti genetiikan herneen risteyttämistyöllään. Hän löysi dominoivia ja resessiivisiä ominaisuuksia (geenejä) kasvihuoneessaan kasvien risteytyksistä. Hänen oppimansa tunnetaan nykyään nimellä Mendelin periytyminen.
Hänen työtään ei aluksi arvostettu, mutta Carl Correns ja Hugo de Vries "löysivät" hänet uudelleen vuonna 1900. Erich von Tschermakin asema kolmantena uudelleen löytäjänä ei ole enää yhtä vakuuttava.
Tutkimus ja menetelmät
Mendel teki systemaattisia risteytyskokeita pääasiassa vihreillä ja valkoisilla, sileillä ja ryppyisillä herneillä käyttäen tarkkaan valittuja "puhtaita" kantapopulaatioita (true-breeding). Hän valitsi seitsemän selkeästi erottuvaa ominaisuutta, joita hän seurasi sukupolvesta toiseen: siemenen muoto, siemenen väri, kukkien väri, palkojen muoto, palkojen väri, kukkien sijainti ja kasvin pituus. Havaintonsa pohjalta hän kirjasi suuria aineistoja ja laski havaintojen suhteita, minkä ansiosta hän pystyi havaitsemaan toistuvia numeerisia suhteita.
Mendelin lait
Mendel muotoili periaatteita, jotka tunnetaan nykyisin kahden pääperiaatteen avulla:
Yksinkertaistetusti hän havaitsi muun muassa monohybridiristeytyksissä 3:1-suhteen dominantin ja resessiivisen ilmentymän välillä ja dihybridiristeytyksissä edellä mainitun 9:3:3:1-suhteen. Nämä suhteet antoivat vahvan tuen partikkeliteorialle perinnöllisyydestä, toisin kuin sen ajan yleinen ajatustapa, joka painotti erilaisia sekoittumisteorioita.
Julkaisu ja vastaanotto
Mendel julkaisi tuloksensa saksankielisessä artikkelissa "Versuche über Pflanzen-Hybriden" (Kokeita kasvien hybridi-ihmisyydestä) vuonna 1866 paikallisen luonnontieteellisen seuran julkaisuissa. Vaikka työ oli metodisesti edistyksellinen ja tilastollinen lähestymistapa huolellinen, se jäi pitkään huomiotta suuren yleisön ja maineikkaiden tiedemiesten keskuudessa. Osa syystä oli se, että Mendel kirjoitti paikalliselle seuralle, eikä hänen käsitteitään heti osattu sijoittaa laajempaan biologiseen teoriaan.
Uudelleenlöytäminen ja perintö
Vuonna 1900 kolme tutkijaa — Carl Correns, Hugo de Vries ja vähemmässä määrin Erich von Tschermak — tulivat itsenäisesti samoihin periytymisen periaatteisiin ja kiinnittivät huomiota Mendelin aiempiin tuloksiin, jolloin hänen työnsä sai ansaitun tunnustuksen. Myöhemmin kromosomiteoria (Sutton ja Boveri) yhdisti Mendelin havainnot solun rakenteeseen ja geneettiseen materiaalin paikantumiseen. 1900-luvun keskivaiheilla Mendelin periaatteet liitettiin osaksi modernia evoluutioteoriaa ja synteesiä, kun populaatiogeneetiikka ja kromosomitutkimus kehittyivät.
Myöhemmät keskustelut ja kiistat
Myöhemmin tutkijat kuten R. A. Fisher ovat arvioineet Mendelin alkuperäisiä lukuarvoja ja esittäneet, että tilastollisesti tulokset näyttävät joskus "liian hyviltä" sattumanvaraisuuteen nähden. Tämä on herättänyt keskustelua mahdollisesta raportointivalikoivuudesta, mittauskäytäntöjen vaikutuksesta tai muista selityksistä. Suuri osa nykyisestä arvioinnista kuitenkin korostaa Mendelin työn merkitystä kokeellisena ja käsitteellisenä läpimurtona, vaikka jotkin yksityiskohdat aineistossa saattavatkin herättää kysymyksiä.
Elämä luostarin johtajana ja perinnön laajentuminen
Mendel toimi myöhemmin Brünnin (nykyisen Brnon) Pyhän Tuomaan luostarin (St. Thomas') munkkina ja lopulta sen piispuuden alaisena johtajana (abbedissa/abbot). Johtotehtävät ja hallinnollinen vastuu rajoittivat hänen mahdollisuuttaan jatkaa laajoja kokeita. Hän kuoli 6. tammikuuta 1884. Mendelin perinnöllisyystutkimus loi kuitenkin perustan koko myöhemmälle genetiikalle; käsitteet kuten alleeli, dominantti ja resessiivinen sekä Mendelin lait kuuluvat johdonmukaisesti biologian opetukseen.
Merkitys nykytieteelle
Mendelin työ on keskeinen osa biologian historiaa: se esitteli kokeellisen, kvantitatiivisen lähestymistavan perinnöllisyyteen ja loi käsitteellisen raamin, jonka varaan myöhemmät geenitutkimukset, molekyylibiologia ja bioteknologia rakennettiin. Nykyään Mendelin lainalaisuuksia tunnetaan rajoituksineen — monet ominaisuudet ovat monimutkaisemmin periytyviä (polygeeniset ominaisuudet, ympäristövaikutukset, epigeneettiset tekijät) — mutta hänen löydöksensä ovat yhä keskeisiä biologian perusperiaatteita opettaessa.
Kokeet
Mendel käytti risteytyksissään syötäviä herneitä (Pisum sativum). Hän valitsi seitsemän merkkiä, jotka olivat erottuvia eivätkä koskaan sekoittuneet; ne esiintyivät joko tai -vaihtoehtoina. Esimerkkejä: kasvin korkeus (lyhyt tai pitkä); herneen väri (vihreä tai keltainen); kukkien sijainti (vain huipulla tai pitkin varren pituutta).
Kun hän risteytti lajikkeita, jotka erosivat toisistaan jonkin ominaisuuden suhteen (esim. pitkä ja lyhyt lajike), ensimmäisen sukupolven risteytyksissä (F1) esiintyi vain toinen kahdesta vaihtoehdosta. Toinen ominaisuus oli dominoiva ja toinen resessiivinen. Mutta kun hän risti nämä hybridit keskenään, resessiivinen luonne ilmestyi uudelleen toisessa sukupolvessa (F2). Dominoivaa ja resessiivistä luonnetta edustavien kasvien osuus oli lähes 3:1. Dominoivan ryhmän jälkeläisten (F3) tarkempi analyysi osoitti, että kolmasosa niistä oli aidosti jalostettuja ja kaksi kolmasosaa oli risteytyneitä. Suhde 3:1 voitiin näin ollen kirjoittaa uudelleen muotoon 1:2:1, mikä tarkoittaa, että 50 prosenttia F2-sukupolvesta oli tosirotuisia ja 50 prosenttia oli edelleen hybridejä. Tämä oli Mendelin tärkein löytö.
Kaiken voisi tiivistää sanomalla, että perimä ei ollut sekoittumista, kuten Darwin oli ajatellut, vaan se oli hiukkasmaista. Tekijät (geenit) eivät sulautuneet tai sekoittuneet, vaan ne pysyivät erillään ja siirtyivät seuraavalle sukupolvelle muuttumattomina.
Hän julkaisi teoksensa vuonna 1866, mutta tuolloin kukaan ei nähnyt sen merkitystä. Paperit löydettiin uudelleen 35 vuotta myöhemmin, ja välittömästi alkoi moderni genetiikka.
Aiheeseen liittyvät sivut
- Luettelo biologeista
- Mendelin periytyminen
Kysymyksiä ja vastauksia
Kysymys: Kuka oli Gregor Johann Mendel?
V: Gregor Johann Mendel oli itävaltalainen munkki ja kasvitieteilijä, joka perusti genetiikan.
K: Mitä Mendel teki?
V: Mendel risteytti hernekasveja ja löysi kokeillaan dominoivia ja resessiivisiä ominaisuuksia (geenejä).
K: Mitä on mendelainen periytyminen?
V: Mendelin periytyminen viittaa ominaisuuksien eli geenien periytymisperiaatteisiin, jotka Gregor Mendel löysi hernekasveilla tekemissään kokeissa.
K: Arvostettiinko Mendelin työtä heti?
V: Ei, Mendelin työtä ei aluksi arvostettu.
K: Kuka löysi Mendelin työn uudelleen?
V: Carl Correns ja Hugo de Vries "löysivät" Mendelin työn uudelleen vuonna 1900.
Kysymys: Oliko olemassa kolmas uudelleenlöytäjä?
V: Erich von Tschermakia pidettiin aluksi kolmantena uudelleenlöytäjänä, mutta hänen asemansa on nyt vähemmän vakuuttava.
K: Mikä on Mendelin työn merkitys?
V: Mendelin työ loi perustan nykyaikaiselle genetiikalle ja auttoi tutkijoita ymmärtämään periytymismalleja eliöissä.
Etsiä