Gregor Mendel

Gregor Mendel
Gregor Johan Mendel
Lični podaci
Datum rođenja	(1822-07-20)20. jul 1822.
Mesto rođenja	Hinčice, Austrijsko carstvo
Datum smrti	6. januar 1884.(1884-01-06) (61 god.)
Mesto smrti	Brno, Austrougarska
Obrazovanje	Univerzitet Palackog
Zvanični veb-sajt
www.mendelweb.org

Gregor Johan Mendel (nem. Gregor Johann Mendel, (češ. Řehoř Jan Mendel;; Hinčice, 20. jul 1822 — Brno, 6. januar 1884) bio je austrijski monah, biolog, botaničar i matematičar koji se smatra začetnikom klasične genetike.

Biografija

Augustinski samostan Svetog Tome u Brnu

Rođen je 20. jula 1822. godine u selu Hajzendorf (nem. Heinzendorf bei Odrau, sada Hinčice, češ. Hynčice), u Šleziji, zu Austrija kao Johan, a ime Gregor uzima postavši avgustinski fratar. Gimnaziju je pohađao u Tropau (danas Opava), a studije na Filozofskom fakultetu Univerziteta u Olomoucu (nem. Olmütz). Zbog očeve bolesti i nedostatka novca primoran je da 1843. godine postane fratar, pa teološku školu završava u Brinu (današnje Brno).

Diplomirao je matematiku 1850. godine i pokušao da se upiše na prirodne nauke (biologiju), ali nije položio ispit. Bez obzira na ovu ironiju sudbine, postao je poznat upravo u toj nauci, a znanje matematike i odlično baratanje brojkama mu je u tome pomoglo. Vrlo uspešno je povezao ove dve nauke i stvorio, a i ne znajući da je to uradio, genetiku.

Iako nije uspeo da položi ispit za upis na studije biologije ipak dospeva, zahvaljujući razumevanju starešine samostana, u Beč, gde izučava zoologiju, botaniku, fiziku, hemiju i matematiku. Vraća se u Brno 1854. g. gde predaje na Visokoj tehničkoj školi. Posle više neuspešnih pokušaja 1856. godine odustaje u nameri da položi državni test za učitelja. Po nekim podacima se smatra da ga je u tome sprečila bolest.

Eksperimente na baštenskom grašku započinje 1856. g. da bi 1865. godine rezultate tih eksperimenata saopštio na zasedanju Prirodno-istorijskog naučnog društva u Brnu, a iduće, 1866, objavio svoj rad Eksperimenti sa biljnim hibridima (Experiments with Plant Hybrids) u zborniku istog društva. Kopiju svog rada šalje tadašnjem poznatom austrijskom botaničaru K. V. Negeliju (nem. Karl Wilhelm von Nägeli). Negeli ne prepoznaje genijalnost i značaj ovog rada, pa Mendel, što iz razočarenja, a što i pritisnut obavezama samostanskog starešine, prestaje sa svojim eksperimentima.

Mendel je na izučavanju zakonitosti nasleđivanja čitavog niza osobina radio punih osam godina. Da bi izabrao osobine koje se alternativno ispoljavaju, proučavao je 34 različite osobine i od njih odabrao 22 za dalje eksperimentisanje. Rezultate je saopštio za 7 osobina čiji je pregled prikazan u narednoj tabeli:

osobina	rezultat F2 generaciji	brojčani odnos
oblik semena	5474 okruglih : 1850 naboranih	2,96 : 1
boja kotiledona	6022 žuta : 2001 zelena	3,01 : 1
boja semenjače	705 sivo-smeđa : 224 bela	3,15 : 1
oblik mahune	882 nabubrele : 299 sa suženjima	2,95 : 1
boja mahune	482 zelenih : 152 žutih	2,82 : 1
položaj cveta	651 aksijalan : 207 terminalan	3,14 : 1
visina stabljike	787 visokih : 277 niskih	2,84 : 1
ukupno	14 889 dominantnih : 5010 recesivnih	2,98 : 1

Vrhunac u karijeri postiže 1868. godine izborom za starešinu samostana i na tom mestu ostaje do smrti, nepriznat od strane naučnika toga doba i potpuno nepoznat za javnost. Njegovi radovi i genijalno izvedeni zaključci bili su daleko ispred nivoa nauke tog vremena da bi tek početkom 20. veka bili ponovo otkriveni i postali osnova savremene genetike. Tri naučnika 1900. g, De Friz (Holandija), Korens (Nemačka) i Čermark (Austrija), nezavisno jedan od drugog, slučajno pronalaze Mendelov rad i uviđaju da je on već formulisao osnovne zakone nasleđivanja.

Tek 16 godina posle Mendelove smrti, njegov rad dobija priznanje, a njegovi zaključci ime koje im sa pravom pripada:

Prvi i Drugi Mendelov zakon nasleđivanja.

Rad i delo

Ljudi još od davnina znaju da se osobine prenose s roditelja na potomstvo, jer su deca neizbežno nalikova na svoje roditelje. Od trenutka kada su se počele uzgajati biljke i životinje, ljudi su namerno sparivali jedinke koje su pokazivale bolje osobine. Takav način uzgoja naziva se kontrolisanim. Kroz istoriju, kontrolisani je uzgoj često bio uspešan, ali ponekad i poražavajući. Međutim, niko nije znao zašto je to tako.

U Mendelovo doba ljudi još nisu razumeli mehanizme nasleđivanja jer su zapravo tek tada počeli da razumevaju proces razmnožavanja. Mnogi biolozi još su vodili rasprave oko pitanja pojedinačne uloge muškog i ženskog roditelja u stvaranju potomstva. Mendel je smatrao da oba roditelja imaju podjednake udele u potomstvu - da svaki roditelj daje po jednu polnu ćeliju koje se spajaju u oplođeno jaje odnosno zigot. Bilo je jasno da polne ćelije moraju da nose nasledne informacije, ali niko nije bio potpuno siguran kako su te informacije tamo došle.

Istraživanje naslednih osobina kod biljaka

Mendela je veoma zanimala pojava nasleđivanja određenih osobina kod biljaka, posebno kada su se međusobno oprašivale biljke različitog izgleda. Ukrštanjem takvih biljaka nastaju hibridi. Hibridni potomci obično pokazuju osobine oba roditelja, ali ne uvek. Osobine ponekad izostanu, ali se zato pojave u kasnijim generacijama. Mendel se zapitao šta je uzrok tome i postoji li prepoznatljiv sistem po kojem se to događa. Za test organizam uzeo je obični, jestivi vrtni grašak (Pisum sativum). Osim laganog uzgoja, grašak ima niz osobina semena i stabljike koje je bilo lako identifikovati. Tako je Mendel izabrao sedam različitih osobina: visinu biljke, položaj cvetova na stabljici, boju cveta, boju nezrelih mahuna, oblik (izgled) zrelih mahuna, oblik i boju semena ispod semene lupine.

Mendel je međusobno oprašivao biljke koje su se razlikovale po određenim osobinama. Nakon toga je prebrojio potomke ove dve biljke kod kojih se osobina ispoljila na jedan način te one kod kojih se ista ispoljila na drugi način. Potom je pustio ove potomke i potomke ovih potomaka da se samoopraše (muška i ženska polna stanica potiču od istog roditelja). Ovaj proces nastavio je kroz nekoliko generacija graška, uvek pomno prebrojivši koliko se puta pojedini oblik posmatrane osobine pojavio.

Planirajući i izvodeći ovaj eksperiment, Mendelu je uspelo ono što nije pošlo za rukom ni jednom istraživaču pre njega. On je, umesto da proučava celokupni izgled biljke, odabrao nekoliko različitih osobina čije je promene pratio. Pritom je izabrao osobine koje se ispoljavaju u dva lako uočljiva, različita oblika. Verodostojnost Mendelovog eksperimenta leži u dugotrajnom kontinuiranom radu s graškom. Naime, Mendel je pratio grašak osam godina, posmatrajući više od 30.000 jedinki. Neke je biljke pratio čak kroz sedam generacija. On nije samo pasivno posmatrao promene koje su se pojavljivale iz generacije u generaciju, već je uvek nastojao tačno da izbroji broj jedinki koje su posedovale određenu osobinu. Nakon toga je koristeći matematičke formule nastojao da otkrije pravila po kojima se osobine nasleđuju. Zbog toga se Mendel smatra jednim od prvih naučnika koji je koristio statistiku (granu matematike koja se bavi proučavanjem i analizom brojčanih podataka) prilikom interpretacije rezultata istraživanja.

Nakon što je tablično prikazao rezultate stotina ukrštanja i samooprašivanja biljaka, Mendel je uočio određenu pravilnost. Kada je ukrštao npr. visoke i niske biljke, svi potomci bili su visoki. Nije bilo niskih ili srednje visokih biljaka. Ako bi dopustio samooprašivanje, niski bi se grašak ponovno pojavio - jedna od četiri biljke u drugoj generaciji bila je niska. U trećoj generaciji biljaka koje su se samooprašivale, niske su biljke davale još više niskih potomaka. Jedna trećina visokih biljaka davala je samo visoke biljke, dok su ostale dve trećine visokih biljaka među potomstvom imale visoke i niske biljke, ali opet u odnosu 3:1. U svim kasnijim generacijama ponovili su se isti rezultati. Isti rezultati pojavili su se i kod ostalih osobina koje je Mendel pratio. Jedan oblik svake osobine pokazao se tri puta češći od drugog u svim generacijama nakon prve. Takav oblik Mendel je nazvao dominantnim, dok je manje česti oblik nazvao recesivnim.

Mendel je takođe spoznao i da se osobine nasleđuju nezavisno jedna od druge. Uočio je da nasleđivanje boje semena nema veze s visinom roditeljskih biljaka. Nije bilo važno ni koji je roditelj bio visok, majka ili otac.

Iz rezultata koje je imao pred sobom, Mendel je takođe zaključio da svako seme sadrži dva faktora koji određuju izražavanje pojedine osobine. Jedan faktor seme bi dobilo iz ženske, a drugi iz muške polne ćelije. Budući da je svaka roditeljska biljka morala da sadrži dva faktora datog svojstva, Mendel je zaključio da se ovaj par kod svakog roditelja morao razdvojiti tokom stvaranja polnih ćelija. Kada se to ne bi događalo, potomci bi nasleđivali četiri faktora. Ako je roditeljska biljka bila hibrid koji nosi dva različita faktora, polovina njezinih polnih ćelija sadržavala bi jedan, a polovina drugi faktor. Samo je slučaj mogao da odluči koji će potomak naslediti koji faktor. Ako su oba faktora koja je potomak nasledio bila identična (homozigot - dominantni ili recesivni), potomak bi pokazao samo taj oblik osobine i dalje bi ga prenosio. U slučaju da je dobio dva različita faktora (heterozigot), dominantni i recesivni, vidljiv bi bio samo onaj dominantan. Međutim, ovakva bi biljka svejedno svom potomstvu predavala i recesivni faktor. Ova teorija objašnjava odnos 3:1 između dominantnih i recesivnih osobina koje je Mendel otkrio.

Mendelovi faktori zapravo su geni koje on nije poznavao kao što nije poznavao ni pojam homolognih hromozoma. Na osnovu Mendelovih rezultata, kasnije su formulirana tri Mendelova zakona.

Rezultate svoga rada Mendel je objavio u obliku naučnog članka pod nazivom Eksperimenti u hibridizaciji biljaka (Versuche ûber Pflanzenhybriden) u malom naučnom časopisu Prirodoslovnog društva iz Brna 1866. godine. Postojalo je samo 115 kopija časopisa, stoga nije čudno da se za Mendela i njegov rad nije čulo. Oni koji su članak pročitali, nisu bili ni najmanje impresionirani otkrićima. Poznato je čak i da je Darvin imao jedan primerak, ali je naknadno utvrđeno da članak uopšte nije pročitao. Dve godine nakon objavljivanja članka, Mendel je izabran za opata samostana u Brnu te zbog prezaposlenosti više nije imao vremena za istraživanje.

Mendel je uživao predajući, uz mnogo entuzijazma nastojao je da u drugima pobudi interes za učenje i istraživanje. Držao je predavanja u Prirodoslovnom društvu u Brnu s ciljem da i drugi istraživači pođu njegovim stopama te da pokušaju ponoviti njegove eksperimente. S obzirom da tokom njegovog života to nije niko učinio, Mendel je umro pomalo razočaran, 6. januara 1884. godine. Uprkos toga nikada nije sasvim odustao od nade da će rezultati njegovog mukotrpnog rada jednog dana postati cenjeni.

Svet je Mendelove zasluge priznao tek 16 godina nakon njegove smrti. Tada je holandski istraživač Hugo de Vries sproveo ukrštanja biljaka koja su u osnovi dala iste rezultate kao i Mendelovi eksperimenti s graškom. U vreme kada je radio na svom eksperimentu, Hugo de Vries nije čuo za Mendela, a otkrio ga je tek kada je nameravao da objavi svoje rezultate. Proučavajući naučnu literaturu naišao je na Mendelov članak. Istovremeno su još dva istraživača, Karl Korens u Nemačkoj i Erih fon Čermak u Austriji, otkrila Mendelov rad nezavisno jedan o drugog. Sva su trojica istraživača spomenula Mendela u svojim radovima u kojima opisuju vlastite eksperimente na području uzgoja biljaka. Tek je četvrti istraživač, Vilijam Bateson, promovisao Mendelovo ime u naučnom svijetu. On je shvatio da bi Mendelovi zakoni mogli postati kamen temeljac nove nauke za koju je 1906. skovao naziv genetika.

Kad se citira Mendelov doprinos botaničkom imenu, koristi se oznaka Mendel.

Mendelovi zakoni

1. Zakon o jednoličnosti: ukrštanjem čiste linije jedinki tj. homozigotnih roditelja (AA, aa) nastaju potomci F1 generacije koji su međusobno jednaki. Na primer, ako je ukrštana biljka recesivne osobine a s biljkom recesivne osobine a, svi su potomci imali tu osobinu, jer je ta osobina recesivna te da bi bila vidljiva u fenotipu, oba alela moraju biti recesivna (aa).

2. Zakon segregacije: odvajanjem alela tokom mejoze u drugoj generaciji. Odnosi pojedinih svojstava su konstantni. Ako se prati jednu osobina kod ukrštanja uz postojanje dominantnog svojstva, posmatra se jedno svojstvo koje se nasleđuje, s tim da jedna jedinka nosi dva dominantna alela za jedno svojstvo (AA), a druga dva recesivna za isto svojstvo (aa). Ukrštanjem se u prvoj generaciji pojavljuje samo dominantna osobina, dok u drugoj dolazi u odnosu 3:1 zbog toga što su se recesivni aleli uspeli spojiti tokom ukrštanja F1.

3. Zakon nezavisnog nasleđivanja: pojedina svojstva, koja se nasleđuju odvojeno, pri ukrštanju među jedinkama raspodeljuju se po nasumičnom uzorku, bez nekakvog pravila. Zbog toga kod ukrštanja kad se prate dve osobine, postoji 16 mogućih kombinacija alela.

Literatura

• Tucić, N, Matić, Gordana: O genima i ljudima, Centar za primenjenu psihologiju, Beograd, 2002.
• Marinković, D, Tucić, N, Kekić, V: Genetika, Naučna knjiga, Beograd
• Ridli, M: Genom - autobiografija vrste u 23 poglavlja, Plato, Beograd, 2001.
• Prentis S: Biotehnologija, Školska knjiga, Zagreb, 1991.
• Dumanović, J, Marinković, D, Denić, M: Genetički rečnik, Beograd, 1985.
• Janković, M: Biologija sa elementima bionike, ZUNS, Beograd, 1971.
• Smith, Jos A.; Cheryl Bardoe; Smith, Joseph A. (2006). Gregor Mendel: the friar who grew peas. Abrams Books for Young Readers. ISBN 978-0-8109-5475-5. 
• William Bateson Mendel, Gregor; Bateson, William (2009). Mendel's Principles of Heredity: A Defence, with a Translation of Mendel's Original Papers on Hybridisation (Cambridge Library Collection – Life Sciences). Cambridge, UK: Cambridge University Press. ISBN 978-1-108-00613-2.  On-line Facsimile Edition: Electronic Scholarly Publishing, Prepared by Robert Robbins
• Hugo Iltis Gregor Johann Mendel. Leben, Werk und Wirkung. Berlin: J. Springer. 426 pages. (1924)
  • Translated by Eden and Cedar Paul as Life of Mendel. New York: W. W. Norton & Co, 1932. 336 pages. New York: Hafner, 1966: London: George Allen & Unwin, 1966. Ann Arbor: University Microfilms International, 1976.
  • Translated by Zhenyao Tan as Mên-tê-êrh chuan. Shanghai: Shang wu yin shu guan, 1924. 2 vols. in 1, 661 pp. Shanghai: Shang wu yin shu guan, Minguo 25 [1936].
  • Translated as Zasshu shokubutsu no kenkyū. Tsuketari Menderu shōden. Tōkyō : Iwanami Shoten, Shōwa 3 [1928]. 100 pp. Translated by Yuzuru Nagashima as Menderu no shōgai. Tōkyō: Sōgensha, Shōwa 17 [1942]. Menderu den. Tōkyō: Tōkyō Sōgensha, 1960.
• Henig, Robin Marantz (2000). The Monk in the Garden: The Lost and Found Genius of Gregor Mendel, the Father of Genetics. Boston: Houghton Mifflin. ISBN 978-0395-97765-1. 
• Klein, Jan; Klein, Norman (2013). Solitude of a Humble Genius – Gregor Johann Mendel: Volume 1. Heidelberg: Springer. ISBN 978-3-642-35253-9. 
• Robert Lock, Recent Progress in the Study of Variation, Heredity and Evolution, London, 1906
• Orel, Vítĕzslav (1996). Gregor Mendel: the first geneticist. Oxford [Oxfordshire]: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-854774-7. 
• Reginald Punnett, Mendelism, Cambridge, 1905
• Curt Stern and Sherwood ER (1966) The Origin of Genetics.
• Tudge, Colin (2000). In Mendel's footnotes: an introduction to the science and technologies of genes and genetics from the nineteenth century to the twenty-second. London: Vintage. ISBN 978-0-09-928875-6. 
• Waerden, B. L. V. D. (1968). „Mendel's Experiments”. Centaurus. 12 (4): 275—88. Bibcode:1968Cent...12..275V. PMID 4880928. doi:10.1111/j.1600-0498.1968.tb00098.x.  refutes allegations about "data smoothing"
• James Walsh, Catholic Churchmen in Science, Philadelphia. . Dolphin Press. 1906. 
• Ronald A. Fisher, "Has Mendel's Work Been Rediscovered?" Annals of Science, Volume 1, (1936): 115–137. Discusses the possibility of fraud in his research.
• Punnett, Reginald Crundall (1922). Mendelism. London: Macmillan.  (1st Pub. 1905)
• Taylor, Monica (July—September 1922). „Abbot Mendel”. Dublin Review. London : W. Spooner. 
• Windle, Bertram C. A. (1915). „Mendel and His Theory of Heredity”. A Century of Scientific Thought and Other Essays. Burns & Oates. 
• Zumkeller, Adolar & Hartmann, Arnulf. 1971. Recently Discovered Sermon Sketches of Gregor Mendel. Folia Mendeliana 6:247–52

Spoljašnje veze

• Mendelweb
• Mendel Museum of Genetics Архивирано на сајту Wayback Machine (28. март 2008)
• 1913 Catholic Encyclopedia entry, "Mendel, Mendalism"
• Online Mendelian Inheritence in Man
• Augustinian Abbey of St. Thomas at Brno
• Gregor Mendel na sajtu Projekat Gutenberg (jezik: engleski)
• Gregor Mendel na sajtu Internet Archive (jezik: engleski)
• Gregor Mendel na sajtu LibriVox (jezik: engleski)
• Biography, bibliography and access to digital sources in the Virtual Laboratory of the Max Planck Institute for the History of Science
• Biography of Gregor Mendel
• GCSE student
• Gregor Mendel (1822–1884)
• Gregor Mendel Primary Sources
• Johann Gregor Mendel: Why his discoveries were ignored for 35 (72) years
• Brno Now
• Mendel Museum of Genetics
• A photographic tour of St. Thomas' Abbey, Brno, Czech Republic