Двадцатый век для биологии начался с сенсационного открытия. Одновременно три ботаника, голландец Гуго де Фриз, немец К. Корренс и австриец К. Чермак, сообщили, что еще за 35 лет до этого, никому не известный чешский ученый Иоганн Грегор Мендель открыл основные законы наследственности. 1900 г., год вторичного открытия законов Менделя, принято теперь считать годом рождения генетики. TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT
Основная цель, которую преследовал Мендель, заключалась в том, чтобы понять законы, определяющие развитие потомков родителей, различавшихся своими наследственными признаками. Первый этап образования любого организма - слияние половых клеток родителей - материнской яйцеклетки и отцовского сперматозоида. Все те признаки, которыми характеризуются и отцовский, и материнский организм, были закодированы в их половых клетках, и образующийся из слившихся половых клеток организм должен был нести признаки и отца, и матери.
Но законы, определяющие перекомбинацию этих признаков у потомков, никак не удавалось выяснить, хотя многие ученые и до Менделя пытались определить судьбу признаков после скрещивания. Правда, французский ученый Шарль Ноден за два года до Менделя опубликовал результаты своих опытов, в которых был близок к выводам Менделя, но его работа так и не была понята его современниками. Ошибка предшественников Менделя заключалась в том, что они пытались в одном скрещивании проследить за судьбой сразу многих признаков, Да при этом еще так плохо подбирали пары для скрещивания, что все безнадежно запутывалось. Нужно было как-то упростить задачу, не стремиться с маху разрешить все проблемы, но это-то и оказалось самым трудным.
Менделю 'помогла его тяга к точным наукам. Чтобы найти 20 неизвестных, нужно решить 20 уравнений, для 19 неизвестных их требуется 19, для 18-18 и т. д. Значит, первое, на что надо обратить внимание, - это количество признаков, за которыми надлежит следить. Нужно так подобрать пары для скрещивания, чтобы живые организмы не отличались друг от друга ничем, кроме одного признака. Только одного и ни в коем случае не больше! Решив уравнение первой степени, можно будет перейти и к более сложным задачам. Как ни была проста эта первая мысль Менделя, она оказалась большим шагом вперед.
Но какие организмы взять для скрещивания? Мендель снова решил идти по пути максимального упрощения задачи. Он остановил свое внимание на растениях. Есть самоопыляющиеся и перекрестноопыляющиеся растения. Первые опыляются в основном своей собственной пыльцой, у вторых пыльца с цветков одного растения переносится различными путями (ветром, насекомыми) на цветки других растений. Мендель решил взять для опытов самоопыляющиеся растения. Раз нужно следить за наследованием всего одного признака, скажем, окраски венчика цветка, то у перекрестноопыляемых растений ветер может случайно занести пыльцу с какого-нибудь другого растения, и тогда весь опыт пойдет насмарку. Вывод один - работать надо только с самоопылителями, например с горохом. Оценивая этот выбор, К. Корренс писал впоследствии: «Не может подлежать никакому сомнению, что успех Менделя был обусловлен тем, что он выбрал для своих опытов именно этот объект, так как цветки гороха опыляются почти исключительно своей собственной пыльцой». Никакие чужие половые клетки не могли нарушить своим вмешательством чистоту опыта.
До начала скрещиваний Мендель перебрал 34 сорта гороха и оставил для опытов только 7 пар сортов. Каждая пара отличалась друг от друга только по одному признаку. У одного сорта семена были гладкими, у другого морщинистыми, стебель одного сорта был высокий (до 2 м), другого еле-еле дотягивал до 60 см, окраска венчика цветка в одном сорте была пурпурной, в другом белой. В течение трех лет Мендель аккуратно следил за семенами и растениями всех 7 пар сортов, чтобы убедиться в том, что это чистые от загрязнения другими семенами сорта. Убедившись в том, что его сорта действительно «свободны от 'примесей», Мендель приступил к скрещиваниям. Он взял семена сорта растения с пурпурным венчиком цветка и семена сорта, у которого цветок был белым. Удалил из пурпурного цветка тычинки с пыльниками, перенес на рыльце пестика пыльцу из белого цветка. Прошел назначенный срок, растение завязало плоды, и осенью в руках Менделя были семена этого гибрида. Когда весной Мендель высеял семена гибридов в почву и дождался распускания бутонов, он обнаружил, что все цветки гибридных организмов имели точно такую же пурпурную окраску, что и один из родителей. Что же произошло? Почему окраска венчика точно повторила цвет венчика родительского растения? Может быть опыт просто не удался, пыльца оказалась недейственной? Это возражение было отвергнуто по многим причинам. Во-первых, если бы пыльца не приняла участия в оплодотворении, никаких горошин не образовалось бы вообще, ведь собственная пыльца была удалена ещё в тычинках. Во-вторых, опыту могла бы помешать посторонняя пыльца, занесенная случайно с красноцветкового растения. Но горох-строгий самоопылитель и занос чужой пыльцы был исключен. В-третьих, и это было самое главное, в других скрещиваниях (с сортами, отличавшимися другими признаками) Мендель получил принципиально тот же результат. Во всех случаях у потомков первого скрещивания проявлялся признак только одного из родителей. Из двух признаков, включенных в скрещивание, один оказался настолько сильным, что полностью подавил проявление другого признака. Мендель назвал его доминантным. Непроявившийся слабый признак получил название рецессивный. Таким образом, первое правило или закон Менделя был сформулирован: в гибридах первого поколения не происходит никакого взаимного растворения признаков, а наблюдается доминирование одного (сильного) признака над другим (слабым) признаком.
Статьи и публикации:
Предшественники человека
В начале кайнозоя, то есть более 40 млн. лет назад, появились первые приматы. От них обособились несколько ветвей эволюции, приведших к современным человекообразным обезьянам, другим приматам и человеку. Современные человекообразные обезь ...
Методы рекомбинантных ДНК
Разработка методов рекомбинантных ДНК сделала доступными любые клеточные белки (включая минорные белки) в больших количествах. Для этого клонируют ген нужного белка и затем встраивают его в специальную плазмиду, именуемую клонирующим вект ...
Понятие о внутренней среде организма
К. Бернар (1865 г.) ввел понятие о внутренней среде организма.
Внутренняя среда - комплекс жидкостей, омывающих органы и ткани: кровь, лимфа, межтканевая и цереброспинальная жидкости. Плазма крови - универсальная внутренняя среда организ ...