? ? “瞧!我的時代到來了!”------孟德爾
? ? 讓時光倒流到一個世紀以前吧:一個嚴酷的冬季,在奧地利布隆市修道院前的廣場上,身著黑色喪禮服的幾百位人士,正在為一位剛剛逝去的修道院院長舉行葬禮。會場莊嚴肅穆,人們同情這位死者,敬佩這位死者,懷念這位死者,祈禱上蒼,讓這位死者的靈魂真正升上天堂。然而,當(dāng)這位功蓋千秋、死不瞑目的逝者的靈柩被放進城市中央墓地的墓穴之時,無論是宗教人士、科學(xué)家,還是普通百姓,有誰知道這里安歇的是一位被忽視的科學(xué)偉人?
? ? 孟德爾(Gregor Johann Mendel)是奧地利植物遺傳學(xué)家、現(xiàn)代遺傳學(xué)的奠基人,他在去世16年之后才被世人所認識,他的名字與伽利略、牛頓、哥白尼、達爾文等科學(xué)巨匠并列在一起。
? ? 孟德爾1822年7月22日生于奧地利西里西亞附近的海岑多夫村,1884年1月6月去世于奧地利波希米亞的布隆,現(xiàn)捷克布爾諾。孟德爾是農(nóng)民的兒子,他的家庭幾代務(wù)農(nóng)。追溯歷史,孟德爾的祖輩一直是貧苦的農(nóng)奴,自他父親安東?孟德爾起,他家才有了自己的土地。所以,他童年時貧窮艱辛,只得為莊園主看果樹以謀生計。愛好園藝的父親擅長果木嫁接,田間勞作之余,總在自家園地里精心呵護奇花異草。孟德爾從小受父親的熏陶,不但早早精通了農(nóng)活,而且對園藝技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣。在勞動之余,孟德爾學(xué)到了許多知識,為他后來的成長,以至從事的科學(xué)研究,播下了健康的種子。據(jù)載,在孟德爾10歲那年,他的父親就告訴他,樹木的成長需要養(yǎng)料,但比養(yǎng)料力量更大的是樹木的本性,即所謂“遺傳”性質(zhì)。這樣的所見所聞,在孟德爾的心靈中深深地扎下了根。
? ? 在學(xué)校讀書六年后,孟德爾于1840年進入奧爾米茨大學(xué)學(xué)哲學(xué)(在此學(xué)習(xí)兩年)。本著尋找一個“一輩子不會挨餓”的職業(yè)的想法,孟德爾于1843年10月9日進入布隆奧古丁修道院,改名格雷戈爾。這座與眾不同的修道院實際上是當(dāng)?shù)氐囊粋€文化活動中心,是孟德爾的好去處:它十分重視自然科學(xué)研究,院長耐普不斷招賢納士、網(wǎng)羅科學(xué)人才,并親臨大學(xué)學(xué)堂講授課程。1844年--1848年,孟德爾在這所哲學(xué)學(xué)院學(xué)習(xí)神學(xué)。1848年,孟德爾被任命為修道院附近教區(qū)的牧師。1851年---1853年孟德爾被推薦到維也納大學(xué)進修。?
在這里,他受到了良好的數(shù)學(xué)分析訓(xùn)練,并鉆研了蓋爾特勒(C.. Gartner,1772-1852)的《植物雜交的試驗與觀察》一書。這真是千載難逢的機會。發(fā)現(xiàn)“多普勒效應(yīng)”的著名奧地利物理學(xué)家多普勒親自講授實驗物理學(xué)課、親自主持物理演示實驗;杰出植物學(xué)家翁格爾也在此授課,他的《植物的解剖和生理》等著作使孟德爾獲益匪淺。孟德爾還從他那里學(xué)到了新鮮的細胞學(xué)說;克奈爾(R.Kner)的動物學(xué)實驗和動物分類課、艾丁豪森的高等數(shù)學(xué)和物理裝置課、萊坦巴恰的化學(xué)課程,都使孟德爾受到了系統(tǒng)、嚴格的自然科學(xué)訓(xùn)練,為他將來的科學(xué)實踐打下了堅實的基礎(chǔ)。可以說,在維也納的兩年留學(xué),是孟德爾科學(xué)生涯中起決定作用的重大轉(zhuǎn)折點。
1853年秋,孟德爾回到布隆,被派往布隆高等技術(shù)學(xué)院任助教,講授物理學(xué)和博物學(xué)。他與教師工作有緣,但與教師資格無緣,據(jù)載,他曾三次參加教員資格的甄選考試,但均落第,未被錄取……他獲得了卓越的科研成果,在教學(xué)崗位上卻始終是個“客串”的。
孟德爾既愛數(shù)學(xué)又愛植物,利用教學(xué)之余做豌豆品種的雜交實驗是孟德爾最熱衷于從事的活動。作為農(nóng)民的兒子,他童年時期在園藝方面的經(jīng)歷使他對雜交在進化方面的作用深感興趣,1856年起開始他連續(xù)8年在修道院的菜園里植種豌豆的研究,進行植物雜交育種的試驗。
這是一塊僅有大約之物35×7m2的貧瘠土地,早在1830年就被辟為修道院的植物試驗場地。另有一間22.7×4.5m2的玻璃育種室和一間14.8×3m2的溫室。不要小看這些彈丸之地,這可是孕育遺傳學(xué)定律的圣地、產(chǎn)生現(xiàn)代遺傳學(xué)奠基人的搖籃。
孟德爾從許多種子商人那里弄來了34個豌豆品種,并用其中22個品種做雜交試驗。恰當(dāng)?shù)倪x種是孟德爾成功的重要前提。這些豌豆品種都有某種易于區(qū)分的穩(wěn)定性狀,如高莖或矮莖、圓粒或皺粒、灰色種皮或白色種皮、紅花或白花,等等。孟德爾選材的聰明還體現(xiàn)在:豌豆栽培簡單、計數(shù)方便、雜交容易、雜種可育。實驗持續(xù)了8年,他把具有成對相對性狀的豌豆進行人工交配,再用雜種一代作相互交配,然后對雜種二代的性狀、數(shù)目作詳細的統(tǒng)計分析。他處理了數(shù)以千計的植株,數(shù)了近萬顆種粒,研究了碗豆的7種性狀,不厭其煩地記錄、計算,研究雜交后代的特征比率,終于如愿以償,得到重要的結(jié)果,發(fā)現(xiàn)了植物性狀的傳遞規(guī)律。孟德爾根據(jù)他的實驗得出結(jié)論:他研究的每一對性狀均由兩個遺傳因子(來自的親本)來決定,而生物的精子或卵子只包含每一對因子中的一個;一種性狀的因子分到配子中是獨立的,不受其他性狀因子的影響。
孟德爾的研究成果今天已總結(jié)為分離定律和獨立分配定律:(1)成對相對性狀的植物雜交,子一代的性狀只表現(xiàn)為一個親本的(顯性)性狀,子二代則會發(fā)生性狀分離,且顯性性狀和隱性性狀個體數(shù)之比為3:1;(2)具有兩對或兩對以上相對性狀的植物雜交,子二代成對不同性狀個體數(shù)各自按3:1的比例分離,并且互不干擾(相互獨立)。這神奇的“3:1”可不是等閑之物!在遺傳學(xué)上,這“3:1”就像數(shù)學(xué)上的“黃金分割”、物理學(xué)上的重力加速度,是科學(xué)皇冠上的璀璨明珠!
1865年孟德爾在布隆自然科學(xué)研究學(xué)會上宣讀了他在雜交試驗方面的研究工作的簡要說明并發(fā)表題為《植物雜交試驗》的研究報告,并分送到134個科學(xué)單位。可是,這份包含著卓越成就的出色論文幾乎沒有被任何人重視,孟德爾的思想終究沒有被當(dāng)時的專家們理解。
孟德爾曾反復(fù)詳細地闡述過他的結(jié)果,但給聽眾和讀者留下的印象終究是浮淺的,理解、支持者寥寥無幾。他意識到自己的卑微身份,得能征得著名植物學(xué)家的賞識才是上策。這就是他從60年代初就把他的論文寄給耐格利,并與之保持長期聯(lián)系的緣故。耐格利將文章粗略地看了一遍,顯然對其中的數(shù)學(xué)計算感到了厭煩。一篇出于名不見經(jīng)傳的修道士之手、文不及義、又滿紙充斥著艱難的計算和比率的論文,在他看來是沒有多大價值的。他草草地寫了幾句冷淡的評語就把文章退回去了。此舉使孟德爾大為沮喪,但他還是禮貌對待這位老科學(xué)家,給他寫了10封信。誠然,耐格利提出要孟德爾寄給他種子,他要親自試種一些孟德爾的種子,但據(jù)說他從未種過,只是口頭上說說,虛應(yīng)一番罷了。20年后,耐格利寫作他的關(guān)于進化論的著作時也沒有提及孟德爾的名字。
1886年孟德爾成為修道院院長,但他的著作依舊默默無聞,很少有人去翻閱發(fā)表孟德爾晦澀難解論文的雜志,看到文章的人或諳于植物學(xué)而疏于數(shù)學(xué),或通曉數(shù)學(xué)而不懂植物學(xué)。這兩種人都把文章輕輕地放過了。1884年孟德爾孤獨悲哀地死去,生前從未想到過有一天他會一舉成名。耐格利做夢也沒想到他犯了一個多么嚴重的錯誤。
直到1900年他的工作被荷蘭的德弗里斯、德國的柯靈斯和奧地利的丘爾馬克偶然發(fā)現(xiàn)后,由雜交試驗所獲得的遺傳法則的真正價值才被理解,現(xiàn)今被稱為孟德爾發(fā)現(xiàn)的遺傳定律才終于引起了全世界科學(xué)界的重視。這三位不同國籍的科學(xué)家當(dāng)時都完全不知道孟德爾的發(fā)現(xiàn),也都不清楚另外兩人在做同一領(lǐng)域的工作,他們分別獨立地重新發(fā)現(xiàn)了孟德爾定律。德弗里斯從1892年起進行植物雜交試驗,獲得了與孟德爾相同的結(jié)論。在追蹤文獻時,他才從美國植物學(xué)家貝利(L.H. Bailey)的《植物育種》一書中知道了孟德爾的工作。他發(fā)表在德國《植物學(xué)會會志》第18卷第83頁的論文《雜種的分離法則》中對孟德爾的工作做了評述。
孟德爾在晚年曾自信地說:“瞧!我的時代到來了!”這一預(yù)言終于在20世紀的開端成了現(xiàn)實。