Как благодаря невероятному везению скромный монах-августинец Грегор Мендель положил начало теории наследственности

Эксперименты и опыты Менделя




Опыты Менделя позволили понять, как некоторые черты, например, группа крови или цвет глаз, передаются из поколения в поколения. Однако ученый работал не с человеческими чертами, а с горохом посевным (Pisum sativum). Он показал, что доминантные характеристики наследуются и остаются заметными у последующих поколений.

Рецессивные признаки, в свою очередь, на некоторое время скрывались, но проявлялись в тот или иной момент в будущем. Они тоже передавались, но, как правило, оставались в тени доминантных черт и не трансформировались в характеристики фенотипа.

Мендель отслеживал семь характеристик гороха посевного, в том числе высоту растения, форму стручка и горошин. В большинстве случаев эти признаки имели две возможные вариации. Семена, например, могли быть либо гладкими, либо морщинистыми. Эта простота была чрезвычайно важна.




В некоторых учебниках по сей день те или иные черты описываются как имеющие одну доминантную и одну рецессивную форму. Но давайте вспомним, что и цвет глаз, и группа крови имеют больше разновидностей. Как бы то ни было, бинарная система исследований позволила Менделю сформулировать Закон расщепления: каждый родительский организм передает потомству одну дискретную единицу признака, то есть, в понятиях более позднего времени, ген.

Также в результате своих опытов Мендель открыл Закон независимого комбинирования: признаки передаются самостоятельно и не влияют на наследование друг друга. То есть горошинка может выйти и гладкой, и морщинистой, но это не определяет её цвет, который способен быть как желтым, так и зеленым.

Наблюдения ученого позволили сформулировать названные в его честь «Законы Менделя». Все это происходило в то время, когда наука понятия не имела о существовании генов, но труд австрийского исследователя дал понять, как эти частички ДНК сохраняют свою идентичность, не сливаясь друг с другом.

Везение Грегора Менделя

Пришло время рассказать об исключениях, с обходом которых так повезло Грегору Менделю. Его идеи получили некоторое распространение в научной среде к началу 20 века, и ученые принялись перепроверять их с помощью соответствующих экспериментов. Биологи Уильям Бэтсон, Эдит Сондерс и Реджинальд Паннетт выяснили, что не все результаты их опытов все с тем же горохом подчиняются законам Менделя.




Некоторые признаки проявлялись у растений чаще, чем вытекало из соотношений, предложенных австрийцем. Это обретало бы смысл только в том случае, если бы они были связаны ещё с какими-то свойствами. Ровно этот вывод и был сделан обозначенной группой ученых – по их заключению, некоторые черты растений были взаимосвязаны. Как именно, определить не удалось.

Пробелы были заполнены другими исследователями, в частности, Томасом Морганом. Он изучал гены, экспериментируя с плодовыми мушками, и постоянно замечал, что результаты его опытов не соответствуют правилам независимого комбинирования. Основной целью его работы было выведение насекомых с белыми глазами – вместо привычных всем красных. Таковыми получались только самцы, что выглядело предельно странно. Морган, естественно, предположил, что эта черта передается исключительно представителям этого пола.

Незадолго до этого его современники выяснили, что пол мух определяется наследованием хромосом – у самок это две Х, а у самцов лишь одна. В связи с этим ученый выдвинул предположение, что белый цвет глаз не только рецессивен, но и связан с Х-хромосомой. Это объяснило бы, почему эта черта не проявлялась у первых поколений выведенных им самок насекомых – красный цвет глаз определялся у них доминантным геном, полученным от матери. Понятно, что эта механика была способна замаскировать рецессивные гены белой сетчатки.

Получить белоглазых самок Морган все-таки смог – он скрестил белоглазых самцов с последующим поколением их же собственных потомков и снабдил насекомых Х-хромосомами с требующимся генами как по отцовской, так и по материнской линии. Работа Моргана представила доказательства того, что гены передаются в связке внутри хромосом. Его эксперименты показали, что неполовые признаки могут быть связаны с половыми хромосомами. Также они четко объяснили, как те или иные черты могут передаваться совместно.

Как видим, Менделю и в самом деле очень крупно повезло с тем, что отслеживавшиеся им признаки гороха передавались отдельными хромосомами. Ему не пришлось распутывать их генетические связки. Это позволило сформулировать очень простую схему наследования и войти в историю. Впоследствии некоторые эксперты заявляли о том, что Грегор Мендель «подправил» полученные доказательства, чтобы выдать стройную теорию. Но даже при этом она стала тем фундаментом, на котором базировались все дальнейшие исследования в интересующей нас области знаний.