点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:被三位植物学家重新发现的孟德尔定律
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

被三位植物学家重新发现的孟德尔定律

来源:科技日报2022-07-22 10:28

  孟德尔1866年的论文中就强调了豌豆实验对杂交育种的实践价值,但直到20世纪初,随着学界对遗传、变异的兴趣渐浓,三位“再发现者”才品出35年前孟德尔那篇论文中的深意。

  2022年7月20日是格雷戈尔·孟德尔(1822—1884年)诞辰200周年。提到孟德尔,我们脑海中首先浮现的是一位在奥地利修道院内用豌豆做杂交实验的神父,孟德尔常被后人想象成遗世的天才,不为人知地在花园里进行着石破天惊的研究;但他其实曾经在1865年参加了布尔诺自然史协会的月例会,报告了豌豆实验,引起了激烈讨论,并于次年在该协会期刊上发表长达48页的论文《植物杂交实验》。论文中,孟德尔报告了他对多种植物进行杂交实验,最终选定豌豆,并就7组性状,例如豌豆形状、豆粒颜色、花瓣颜色等进行了4组实验。

  而提及以他名字命名的“孟德尔定律”,我们可能想到的是生物课本上的分离定律——控制性状的等位基因在生物体形成配子时相分离,随配子独立遗传给子代;自由组合定律——控制不同性状的基因在遗传时可能自由组合。其实基因(gene)一词直到1909年才由丹麦植物学家威廉·约翰森提出,而逝于1884年的孟德尔无从知晓,且孟德尔从未声称发现了遗传定律,今天广为流传的孟德尔定律是由三位植物学家于1900年“再发现”的。

  欧洲的三位植物学家——荷兰的霍·德弗里斯、德国的卡尔·科伦斯和奥地利-匈牙利籍的埃里克·冯·切马克分别在1900年的3月、5月、6月于《德国植物学学报》上发表论文,报告了与孟德尔实验类似的结果。

  德弗里斯受达尔文影响,认为生物体内的遗传物质以颗粒形式出现,称其为泛基因(pangene)。为支持该理论,德弗里斯进行植物杂交实验,并于1900年发表了《关于杂交种的性状分离定律》。在这篇仅有3页的论文中,德弗里斯列出11组实验,比如将毛叶剪秋罗与无毛光果甘草杂交,发现杂交种均有毛,之后自交的后代以近3∶1的比例出现性状分离。德弗里斯提出,这是因为花粉与胚珠分别带有显性或隐性性状并随机组合为子代。

  德弗里斯用D代表带着显性性状的花粉、胚珠,R代表隐性,杂交种自交过程为(D+R)(D+R)=D2+2DR+R2——四分之一是呈隐性性状的R2,德弗里斯称其为杂交种的性状分离定律。

  不过,德弗里斯只字未提孟德尔的研究,也在后续作品中坚称自己在发现性状分离定律之前未阅读过孟德尔的论文。科伦斯是第二位“再发现者”。他曾跟随植物学家卡尔·奈格利学习,而奈格利曾与孟德尔通信,科伦斯在1896年阅读孟德尔的《植物杂交实验》后,将实验对象从玉米转向豌豆。

  1900年4月21日,科伦斯看到了德弗里斯发表的《关于杂交种的性状分离定律》,次日便寄出他的论文《有关杂交种子代表现的孟德尔定律》。在文中,科伦斯自述和德弗里斯一样,通过杂交实验发现杂交种自交子代性状分离的规律;科伦斯一开始认为这是新发现,但最终承认孟德尔的优先权,并暗示德弗里斯也应如此。科伦斯发现豌豆、玉米杂交种的自交子代以3∶1的比例出现性状分离;如果观察两对性状,分离比例是9∶3∶3∶1。科伦斯同样解释为植物生殖细胞随机组合的结果,并称之为孟德尔定律。可以说,科伦斯的论文确立了孟德尔定律一词,其含义虽不等同现今的分离定律、自由组合定律,但内容已相差无几。

  最后一位“再发现者”是切马克。切马克在1888年就着手豌豆杂交实验,与德弗里斯和科伦斯都曾通信。1900年6月,切马克在阅读德弗里斯、科伦斯的论文后,发表了论文《论人工杂交豌豆》,表明自己也在实验中发现了杂交种自交子代3:1的性状分离比例。切马克在论文中总结道:“十分令我欣慰的是,德弗里斯、科伦斯和我同时‘再发现’了孟德尔。”

  虽然切马克坚称自己是“再发现者”之一,但在他去世后,有学者批评其1900年的论文仅仅是实验记录,不足以体现对孟德尔定律的正确理解,否认切马克是“再发现者”。最近一次转折出现在2009年夏天——维也纳奥地利科学院档案馆对外开放切马克的私人书信,历史学家查阅切马克与其兄长,同时也是著名的生理学家阿尔敏·冯·切马克自1898年至1951年的通信,发现切马克对遗传定律有着深刻理解,最终恢复了切马克作为孟德尔定律“再发现者”的地位。

  著名的科学史家托马斯·库恩提出科学发展并非呈线性积累而是范式更迭。孟德尔1866年的论文中就强调了豌豆实验对杂交育种的实践价值,但直到20世纪初,随着学界对遗传、变异的兴趣渐浓,三位“再发现者”才品出35年前孟德尔那篇论文中的深意。因为这三位植物学家的工作,1900年成为生物学史乃至科学史上划时代的一年。孟德尔和他的定律也迅速在科学界传播开来,遗传学也逐渐成为生物学领域的重要研究范式。(吴沁彦)

[ 责编:张蕃 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 假期攻坚 京西筑通途

  • 大桥飞架入“云端”

独家策划

推荐阅读
修订后的《中华人民共和国植物新品种保护条例》(以下简称《条例》)将于6月1日起施行。
2025-05-06 10:03
中国气象局日前发布《极地气候变化年报(2024)》。
2025-05-06 09:51
国家能源局新能源和可再生能源司副司长潘慧敏介绍,一季度,全国可再生能源新增装机7675万千瓦,同比增长21%,约占新增装机的90%。
2025-05-06 09:39
1865年,生物学家孟德尔在奥地利宣读了其豌豆研究成果《植物杂交实验》,为经典遗传学大厦奠基。
2025-05-06 09:35
近年来,中山大学围绕“主体、基础、应用”三个层面,在广州、珠海、深圳三校区布局人工智能相关学院,集聚近20个学院共同构建大智能学科教育体系。
2025-05-06 09:28
在上海科技大学遇见威廉·哈兹尔廷博士,他满头银发、戴着大大的方框眼镜,乍一看有点像那位创作了无数超级英雄故事的漫画家斯坦·李。
2025-05-05 14:11
五一假期进入尾声,国内外旅游市场如火如荼,知名目的地热度不减,越来越多的小众目的地也开始崭露头角。
2025-05-05 13:59
第137届广交会第三期“美好生活”5月1日开幕,12043家企业参展。
2025-05-01 17:55
BEST装置,紧凑型全超导托卡马克核聚变实验装置。
2025-05-01 17:52
杨永修有多个头衔,“全国五一劳动奖章”获得者、“中国青年五四奖章”获得者、全国技术能手、中国一汽首席技能大师……五一前夕,他被授予“全国劳动模范”荣誉称号。
2025-05-01 17:41
“当患者因我们的药多了一份生活的希望,那所有辛苦的日夜就有了意义。”贝达药业股份有限公司质量工程师高娅琴在接受采访时说道。
2025-05-01 17:40
21世纪初始,随着城镇化的发展,全国各地的建筑高度被一再打破。如何在保证超高建筑结构安全的同时提高建造效率,成为业界亟待破解的难题。
2025-05-01 17:32
美国的政策变化不仅影响本国科研,也导致许多国际科研项目中断或面临中断风险,对全球科研合作造成重大伤害。
2025-05-01 17:28
“对服装面料而言,防水和透气本是矛盾体,但我们采用高分子膜贴合技术,做到了既防水又透气。包括上述小程序在内,柯桥织造印染产业大脑已集成190多个应用,入驻企业4000多家,注册工程师11万多人,接入生产核心设备3万多台套。
2025-04-30 09:00
轻舟,顾名思义,以个头小、重量轻为最大特点。轻舟货运飞船副总设计师吴会英告诉记者,轻舟重量约5吨,目前的上行运力为1.8吨以上,下行为2吨。装载容积约9立方米,货物舱的体积为27立方米,可搭载航天员生活物资、科学实验设备、科学载荷等。
2025-04-30 05:10
4月29日4时10分,我国在文昌航天发射场使用长征五号乙运载火箭/远征二号上面级,成功将卫星互联网低轨03组卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。
2025-04-30 05:10
近日,我国天都一号通导技术试验星成功完成白天强光干扰条件下的地月空间激光测距技术试验,在国际上首次打破地月空间卫星激光测距仅能在夜晚作业的时间限制,标志着我国在深空轨道精密测量领域取得技术新突破。
2025-04-30 05:10
搭载该模型的AI手机、智能屏幕、陪伴机器人“AI智伴小熊”等产品,为用户带来更加个性化、智能化的生活体验。
2025-04-30 09:04
加载更多