一年四季,绿叶、繁花、硕果相继更替,看似普通寻常,却蕴藏着生命传承的真谛。孟德尔正是在对植物悉心的培养照料中,用豌豆做实验揭示了遗传的基本规律,并由此诞生了现代遗传学。
你一定见过豌豆吧?可不要小瞧这些普普通通的豆子,它们适应能力强,容易栽培,外观特性鲜明,开出的花朵也很大,十分适合于研究的开展。不仅如此,它们也不会受外来花粉的干扰,总能保持住自己的“专一”。孟德尔依据豌豆的这些特点,对它们悉心栽培,细致连续地观察其生长特性,经过反复严谨的实验,终于从豌豆身上,打开了遗传学大门,揭示了遗传学的两大经典的基本规律——分离定律和自由组合定律。
孟德尔当初选择豌豆做研究,其中重要的一个原因是因为豌豆具有一些稳定且容易区分的性状。所谓性状,指的是生物的特性,包括形态、结构和生理、生化等多个方面。而同一种生物同一性状也会有不同的表现类型,叫相对性状,比如豌豆有高和矮、黄色和绿色、圆形和皱形等不同表现。豌豆一般圆豌豆“生”圆豌豆,皱豌豆“生”皱豌豆。孟德尔开创性地给圆豌豆和皱豌豆做了“豌豆杂交实验”,根据实验结果进行大胆地推测和验证,揭示了遗传分离定律。
孟德尔发现,生物的每个性状都是由一对基因共同来决定,这对位于同一对染色体的同一位置上的基因,就像双胞胎一样,在体细胞中成双成对,形影不离,科学家称其为“等位基因”。“双胞胎基因”在形成配子(卵子/精子)时必须分离,去寻找另一个配子。
孟德尔在观察豌豆形状的基础上,又增加了对豌豆颜色的观察,通过豌豆这两方面的表现,推出了遗传的自由组合定律。简单理解即为,生物的性状有万千,掌管性状的“双胞胎基因”也有无数对,但每一对“双胞胎基因”都互不干涉,比如掌管形状(圆形和皱形)的“双胞胎基因”和掌管胚乳颜色(黄色和绿色)的“双胞胎基因”互不影响。在繁衍下一代时,所有的“双胞胎基因”都会分离,掌管不同性状的“双胞胎基因”之间可以自由组合,组成了新的“细胞部落”(配子)。当他们与另一个部落“通婚”后(配子结合),就会形成更为丰富多彩的“细胞社会”(受精卵),而正是这个多样性的“社会”培养出了独一无二的我们。
遗传看似复杂,实际却有规律可循。正如伟大的孟德尔一样,只要善于观察推测,定会发现其中奥秘。对于我们人类而言,遗传病影响着健康,只有确定疾病中遗传因素的作用及其遗传方式,才能准确地根据遗传学的基本定律推断后代的患病风险。建议备孕的夫妻多了解一些遗传知识,从而实现优生优育的目的。
[1]摩尔根.基因论[M].卢惠霖,译.北京:北京大学出版社,2007.
[2]吴相钰.陈阅增普通生物学[M].2 版.北京:高等教育出版社,2005.