Как Грегор Мендель открывал законы наследственности с помощью гороха

Грегор Мендель — знаменитый ученый в области биологии. Его называют отцом генетики — науки о том, как родители передают свои признаки детям. Его открытия основывались на экспериментах с растениями гороха, которые он выращивал в своем саду в монастыре.

В этой статье мы расскажем, что за опыты проводил Мендель, какие законы он вывел и почему его работа была так значима для развития биологии.

Кто такой Грегор Мендель?

Грегор Мендель родился 22 июля 1822 года в деревне Хейнцендорф (ныне Гинчице) в Чехии. Его родители были фермерами, которые занимались выращиванием фруктов и овощей. С самого детства Мендель любил природу и учебу. Он ходил в деревенскую школу, а потом перешел в коллежскую школу в Липнике и императорскую гимназию в Троппау.

В 1843 году Мендель вступил в монастырь Святого Фомы в Брюнне (ныне Брно), где стал монахом августинского ордена. Его крестили Иоганном, но в монастыре он получил имя Грегорий. В 1847 году он был посвящен в священники. В 1851-1853 годах он учился в Венском университете по специальности физика и естествознание.

После окончания университета Мендель вернулся в монастырь и стал преподавать физику и естествознание в местной гимназии. Он также занимался научными исследованиями по ботанике, метеорологии, пчеловодству и другим областям. В 1868 году он стал аббатом монастыря.

Мендель умер 6 января 1884 года от хронического нефрита — болезни почек. Его научные работы остались незамеченными при жизни, но были переоткрыты и признаны в начале XX века.

Что за опыты проводил Мендель?

Мендель проводил опыты по скрещиванию разных сортов растений гороха (Pisum sativum). Он выбрал этот вид растений потому, что:

• Горох легко выращивать и имеет короткий жизненный цикл.
• Горох может самоопыляться или перекрестно опыляться с помощью искусственного опыления.
• Горох имеет несколько характеристик, которые имеют только две формы. Например, цвет семян может быть желтым или зеленым, форма семян может быть гладкой или морщинистой, цвет цветков может быть фиолетовым или белым и т.д.

Мендель изучал семь характеристик растения гороха: цвет семени, форму семени, положение цветка, цвет цветка, форму стручка, цвет стручка и длину стебля.

Мендель начал свои опыты с получения чистых линий растений гороха. Чистая линия — это группа растений, которые при самоопылении дают потомков с такими же характеристиками, как у родителей. Например, если растение имеет желтые и гладкие семена, то все его потомки тоже будут иметь желтые и гладкие семена.

Мендель получил чистые линии растений гороха путем самоопыления каждого сорта в течение нескольких поколений. За два года он проверил чистоту 34 сортов. После этого он начал скрещивать разные чистые линии между собой и наблюдать за характеристиками их потомков.

Мендель проводил опыты по двум типам скрещивания: моно-гибридному и ди-гибридному. Моно-гибридное скрещивание — это скрещивание растений, которые отличаются только по одной характеристике. Например, скрещивание растений с желтыми и зелеными семенами. Ди-гибридное скрещивание — это скрещивание растений, которые отличаются по двум характеристикам. Например, скрещивание растений с желтыми и гладкими семенами и зелеными и морщинистыми семенами.

Мендель проводил свои опыты в течение восьми лет (1856-1863) и получил более 28 тысяч растений гороха. Он тщательно записывал все свои наблюдения и подсчитывал количество растений с разными характеристиками в каждом поколении.

Какие законы он вывел?

На основе своих экспериментов Мендель вывел три закона наследственности:

1. Первый закон Менделя — закон однородности гибридов. Он утверждает, что если скрестить два растения чистых линий, которые отличаются по одной характеристике (например, цветом семян), то все потомки первого поколения (F1) будут одинаковы по этой характеристике и будут проявлять только одну из форм признака (например, желтый цвет). Эта форма называется доминантной, а другая — рецессивной. 
2. Второй закон Менделя — закон расщепления гибридов. Он утверждает, что если самоопылить потомков первого поколения (F1), то получатся потомки второго поколения (F2), которые будут различаться по эт ой характеристике и будут проявлять обе формы признака в определенном соотношении. Обычно это соотношение равно 3:1 (например, три растения с желтыми семенами и одно с зелеными).
3. Третий закон Менделя — закон независимого наследования признаков. Он гласит, что если скрестить два растения чистых линий, которые отличаются по двум характеристикам (например, цветом и формой семян), то потомки первого поколения (F1) будут одинаковы по обеим характеристикам и будут проявлять только доминантные формы признаков (например, желтый и гладкий). Если самоопылить этих потомков, то получатся потомки второго поколения (F2), которые будут различаться по обеим характеристикам и будут проявлять все возможные комбинации форм признаков в определенном соотношении. Обычно это соотношение равно 9:3:3:1 (например, девять растений с желтыми и гладкими семенами, три с желтыми и морщинистыми, три с зелеными и гладкими и одно с зелеными и морщинистыми).

Эти законы показывают, что наследование признаков у растений гороха подчиняется определенным правилам и закономерностям, которые можно выразить математически. Мендель также ввел понятия доминантного и рецессивного признака, гибрида, фактора наследования и другие термины, которые стали основой для развития генетики.

Почему его работа была так важна для развития биологии?

Работа Менделя была важна для развития биологии по нескольким причинам:

• Она доказала, что наследование признаков у растений не является случайным или смешанным процессом, а подчиняется строгим законам.
• Она показала, что наследование признаков у растений зависит от некоторых факторов (сейчас мы называем их генами), которые передаются от родителей к потомкам по определенным правилам.
• Она предвосхитила появление генетики — науки о генах и наследственности — которая стала одной из самых важных и перспективных областей биологии в XX и XXI веках.
• Она стала примером для других ученых, которые проводили аналогичные эксперименты с другими видами растений и животных и подтверждали или уточняли законы Менделя.

Можно сказать, что Мендель открыл новую страницу в истории биологии, которая изменила наше понимание жизни и ее разнообразия.

Заключение

В этой статье мы рассказали о жизни и работе Грегора Менделя — ученого, который с помощью опытов с горохом открыл законы наследственности. Мы узнали, какие опыты он делал, какие законы он сформулировал и почему его работа была так значима для развития биологии. Мы надеемся, что эта статья была интересной и полезной для вас.