遗传学是研究生物遗传和变异的学科。1866年,奥地利的孟德尔发表的《植物杂交试验》揭示了遗传性状的传递规律,奠定了遗传学的基础,但他的工作直到1900年才被重新发现。1909年,英国遗传学家贝特森著的《孟德尔的遗传原理》一书,提出了“遗传学”这一学科名称。遗传学的发展经历了经典遗传学和现代遗传学两个阶段。经典遗传学时期(1910~1940)首先从个体水平发现了遗传的基本规律,再通过细胞学与遗传学的结合揭示了遗传和染色体的平行关系,尤其是根据美国遗传学家摩尔根和他的学生的果蝇实验,最终建立了遗传的染色体学说,从此推动了细胞遗传学的研究。
遗传的奠基人——孟德尔
孟德尔(1822~1884)是奥地利遗传学家,近代遗传学的奠基人。孟德尔幼时因家贫,当过修道院神甫,1851年去维也纳大学学习,后又回到修道院,兼任过代课教师,担任过修道院院长。
孟德尔有较好的数理基础,他从1856~1864年利用业余时间进行植物杂交试验,其中豌豆的杂交试验成绩最为突出。他仔细检查了数以万计的豌豆植株,详细观察了7对相对性状在各个世代的表现,用统计学方法进行归纳分析和比较,揭示了两个重要的遗传规律。1865年3、4月两次在布隆自然科学协会上宣读了题为《植物杂交试验》的论文,次年,又刊登在该会会刊上。
孟德尔提出了遗传因子的概念,阐明了基因的分离和自由组合规律,但当时没引起重视。直到1900年,才被重新发现,并得到了推广。他的理论促进了生物科学的飞速发展。除植物杂交试验外,孟德尔对气象学也颇有研究。
遗传学的开篇之作——《植物杂交实验》
《植物杂交实验》是现代遗传学的经典著作,奥地利学者孟德尔著。他以豌豆为材料,进行了8年的杂交试验,发现了遗传因子的分离规律和独立分配规律。1865年,他先后两次在奥地利布隆自然科学协会的学术会议上,报告了这一研究成果,并以《植物杂交实验》为题刊登在该会会刊上。全书除绪言和结语外,共分9节,主要记述了豌豆7对性状的杂交结果,并通过对遗传因子的统计分析来加以说明。1936年中国学者林道容将它译成中文,由上海商务印书馆出版。
◆米丘林与沙地育苗
米丘林(1855~1935)是俄国伟大的园艺学家。他在长达60年的园艺科研实践中,辛勤探索,坚韧不拔,培育出三百五十多个果树新品种。为俄国的林果业做出了重大贡献。
米丘林家境贫寒,父亲是个园艺工人,米丘林10岁时,父亲便去世了。米丘林非常热爱园林业,当青年时期的他读了达尔文的《物种起源》一书时,高兴地说:“物种可以变,对,我完全同意。”
当时俄国耐寒的优良果树品种几乎没有。于是,米丘林给自己确定了两大任务:一是要在俄国中部培育出耐寒的浆果植物种类;二是要把南方的树种移向遥远的北方种植。他把所有的积蓄全部拿出来,用嫁接的方法反复实验了10年,但都失败了。于是,他开始研究人工杂交和人工投粉的方法。在这项实验中,他领会到植物杂交幼苗容易接受外界的影响而变异,明白了自己过去之所以失败是因为用了成年的纯种的缘故。
他又培育出许多杂交幼苗品种,但寒流到来后,大部分幼苗又被冻死了。米丘林并不气馁,他经过仔细观察,发现在园里一角沙地上,长出的幼苗比较耐寒,于是他明白了:“土壤肥,环境条件好,幼苗必然长娇了,因此不能耐寒。”他高兴得跳起来,说:“必须用贫瘠的沙质土壤来训练耐寒的幼苗。走!搬到沙质土壤去!”经过他七八年辛勤专研,终于将许多优良的耐寒品种果树培育了出来。后来,米丘林又实验了使果实早熟的方法。他把一千多公里以外的南方果树移到北方。最后,这些南方的果树终于在北方安了家,并开放出芬芳的花朵,结下了丰硕的果实。米丘林实现了他“不能等待大自然的恩赐,必须向大自然去索取”的著名格言。
◆斯托劳伯与染色体
斯托劳伯格(1844~1912)是德国科学家,他一生中最大的贡献是于1875年首次描述了细胞里的染色体,同时,斯托劳伯格与他人一起,证实了细胞核是遗传的基础,从而为遗传生物学开拓了一个崭新的天地。
人体细胞中共有46条染色体,配成23对。其中22对在男性与女性中是一样的,叫“常染色体”,而另一对叫“性染色体”,这一对染色体决定胎儿的性别。细胞是生命的基础,斯托劳伯格对细胞染色体的描述,为研究遗传生物学奠定了基础。