北京晚報·五色土 | 作者 尹傳紅

孟德爾（1822-1884）是在生物學領域采用數學和統計學方法進行研究的第一人，他活着的時候，研究成果不被科學界承認。他死後，直到1900年，這一年先後有三位科學家聲稱重新發現了孟德爾。接下來的100多年，他發現并總結的遺傳規律催生了多個現代科學學科，并對生物學、醫學等的發展和農業生産、變革産生了深遠的影響。

一個有趣

而又讓人困惑的問題

2300多年前，古希臘著名的哲學家和科學家亞裡士多德提出了一個有趣而又讓人困惑不已的問題：“有一個白色人種的女子嫁給了一個黑色人種的男子，他們的子女是白色的。但到了孫兒那一代之中，又有黑色的。那麼，他們白色的子女中，如何藏着黑色的血統呢？”

千百年來，人們注意到生物繁衍的後代都與其親代相似，但在生物體内究竟是什麼東西能保證其後代與之相像，繁殖的能力到底位于何處，不清楚；同時又想當然地認同一種所謂的“混合遺傳”，即近似于黑 白=灰，父母的黑和白簡單融合，得到了子代的灰。兩百年前歐洲民衆都相信：如果一隻長頸鹿與一隻短頸鹿交配，其後代會有中等長度的脖子。

19世紀中葉，英國博物學家查爾斯·達爾文發現，在某種植物或者動物的特定生活環境中，同種個體之間的有些變化會使某些個體具有繁殖後代的優越性，使得它們比其他欠缺這種優越性的個體具有更多的生存機會，并且會把這種優越性傳給下一代。因此，具有這種優越性的種類将占有優勢，生物就是這樣通過“自然選擇”進化的。也就是說，“物競天擇，适者生存”。不過，達爾文并不明白物種中的這些變化是如何發生的，或者說，物種中的性狀是如何傳給下一代的。

1856年，即達爾文發表其偉大著作《物種起源》的前3年，在奧匈帝國摩拉維亞（今捷克布爾諾地區）的聖·托馬斯修道院裡，一位時年34歲、名叫格雷戈爾·孟德爾的修道士，開始在修道院的後花園裡進行一項持續時間長達8年的豌豆實驗。其間，生性羞澀的他時常會跟訪客開玩笑，說：“現在我帶你們去看看我的孩子吧。”

“有智力的追求”

孟德爾照看的“孩子”——豌豆，屬豆科植物，在當地其品種有數十種之多。出身農家的他打小就對動植物的選育很感興趣，熱衷于探究它們的生長和遺傳規律。由于家境貧寒，他隻能斷斷續續地在半工半讀的狀态下接受一些學科教育，有一次他的求學費用，甚至還是從妹妹的嫁妝裡節省出來的。

所幸孟德爾所在修道院院長納泊十分看重“有智力的追求”，鼓勵修道士去發展自己的學術興趣，進行研究與教學。他看出孟德爾“學科學非常勤奮，但很不合适做傳教的神父”，因而保舉他到維也納大學進修數學、物理學、植物學和動物學。而納泊本人也積極支持人工育種，知道雜交對實際應用的重要性。他曾很有預見地提出了一個重要觀點：遺傳事關動物的内在組織影響外在形式，值得研究；應該讨論的問題不是培育的過程，而是遺傳了什麼、怎麼遺傳的。

《遺傳學經典文選》 孟德爾 等著 北京大學出版社

起初孟德爾想培育小鼠來研究性狀是如何遺傳的，但由于涉及交配，納泊院長不同意他在修道院裡做這樣的實驗。孟德爾的視線這才轉向不起眼的豌豆——後來看确是一種極好的實驗對象。

他選擇了7對容易鑒别、對比鮮明的性狀來進行觀察，它們都具有相互區分的穩定性狀：種子形狀（平滑或皺褶）、種子顔色（黃或綠）、豆莢顔色（黃或綠）、豆莢形狀（鼓或狹）、花色（紫或白）、花的位置（頂或側）、莖的高度（長或短）。在把成對性狀的豌豆雜交，又把雜交後代播種後，孟德爾不辭勞苦地記錄下每一個微小的變化，積累了大量的數據。通過對數據的整理、分析，他有了一個十分意外的發現。

例如，長莖豌豆與短莖豌豆雜交生成長莖豌豆，這種長莖豌豆再播種生成的子代，卻有75%是長莖、25%是短莖，兩者的比例大緻為3比1。豌豆種子的顔色和豆莢的形狀也符合這種規律。孟德爾據此推斷：豌豆花蕊裡的雄性花粉和雌性胚珠含有他稱之為“因子”的東西，這些遺傳因子與親本植物的不同性狀有直接關聯。

換句話說，必定有着某種遺傳因子控制着生物的性狀：每代都有一種特征或稱性狀顯現出來（顯性），而成對的另一種性狀則隐藏起來（隐性），即前者在表達性狀時對後者占主導地位。這說明，每個遺傳性狀能夠獨立遺傳，它們相互之間沒有關系，不可能兩者兼而有之，也就是無法混合或融合。但孟德爾不知道這些因子是什麼，又是如何發揮作用的。

“老天讓我過度肥胖……”

其實，幾乎就是在孟德爾做豌豆實驗的同一時期，達爾文也在研究金魚草花的雜交實驗，并且也注意到了類似的比例，但他沒有試圖去解釋其背後的深意。

1865年，在一次地區性自然科學學會舉辦的小型學術會議上，孟德爾首次報告了自己的研究結果。遺憾的是，與會多個學科領域的專家都聽不懂這個鄉村牧師穿插着繁雜數字和繁瑣論證的講解。第二年，孟德爾寫成一篇3萬字論文《植物雜交的試驗》發表在一份地方性刊物上，依然沒有什麼反響。

其後，孟德爾将論文寄給達爾文，沒有得到回應。寄給瑞士著名的植物學家卡爾·内格裡，也沒被認真對待。内格裡自己沒搞懂孟德爾研究成果的意義所在，就輕率地給潑了冷水。他還給孟德爾出了個馊主意，選用當時植物研究領域熱門的物種山柳菊繼續研究（多年後人們才知曉其為單性繁殖，即所謂的孤雌生殖），以緻走了彎路。

盡管如此，孤獨的孟德爾依然堅持在荊棘叢生的道路上探索，也愈加重視研究方法。在1870年7月3日緻内格裡的一封信中，他寫道：“我終于能夠恢複自去年6月底因為眼疾而不得不中斷的雜交工作，這才是我最熱愛的職業。我發現自己處于不得不完全放棄雜交實驗的嚴重危險之中，而這是由于我自己的粗心造成的。由于散射的日光不足以滿足我對山柳菊的小花的研究，我不得不求助于照明設備（帶凸透鏡的鏡子），而沒有懷疑使用它可能會造成什麼損害。”

不過，納泊去世後孟德爾繼任修道院院長，雜務纏身，漸漸地就放棄了豌豆研究。他本人開解自己說：“老天讓我過度肥胖，使我不再适合做植物園戶外工作。”

“相信自己的時代會到來”

然而，孟德爾明了自己研究的價值，堅信自己的研究成果一定會被科學界承認。商周著《孟德爾傳：被忽視的巨人》記述，孟德爾的堅信是有人證的。

《孟德爾傳：被忽視的巨人》 商周著 湖南科學技術出版社

布爾諾自然研究學會的秘書古斯塔夫·馮·尼塞爾是孟德爾的朋友，他有時會去修道院看望孟德爾。據尼塞爾回憶，大約是1871年，一次他去修道院拜訪孟德爾的時候，兩人在花園裡的山柳菊和薊等實驗植物旁邊聊天，孟德爾就提到“相信自己的時代會到來”。十幾年後，也就是孟德爾去世之前，修道院裡年輕的巴裡納神父曾經和孟德爾有過一次談話，孟德爾這樣總結了他自己的生活：“雖然我的生命裡有過很多悲苦的時刻，但我必須充滿感激地承認生活中美好的一面。我的科學研究工作給我帶來了太多的開心和滿足，而且我确信我的工作将很快得到全世界的承認。”

曆史證明孟德爾的堅信是對的，隻是他自己沒能等到這一天的到來。

呆闆、緊繃的紳士

1884年1月6日淩晨1點半左右，孟德爾離開了這個世界，這一天是星期天。對孟德爾的去世，當地媒體《布爾諾每日通信》報道說：“星期五，他仍然忙于科學研究，并口述了他的氣象學觀察結果。不幸的是，在同一天上午，他長期以來的心髒狀況惡化到如此程度，以至于醫生放棄了一切改善的希望。”

孟德爾在實科中學當代課教師時期的學生、後來在維也納當探長的朗格在《布爾諾每日通信》上發表了一篇回憶孟德爾的小文，他這樣寫道：“從那時（1860年）起，有些人可能還記得孟德爾教授，這位有些呆闆、健康、緊繃、步伐整齊的紳士，他通過金色的眼鏡看待世界和生活……他的面容看上去有些粗糙，但卻被一種高尚、傑出的精神所點綴和照耀，這種善良的特質為他赢得了人心。此刻，我恍惚還能看到他就在眼前，充滿愛意地凝視着我們，我恍惚還能聽到他溫暖的聲音……”

科學界的一段佳話

1900年這一年，先後有三位科學家聲稱重新發現了孟德爾，他們是荷蘭植物學家雨果·馬裡奧·德弗裡斯、德國生物學家卡爾·埃裡克·科林斯和奧地利生物學家艾利希·馮·切爾馬克。他們都是在各自進行遺傳規律的研究時查閱前人的文獻，讀到了孟德爾的論文，并且都把“首發功勳”記在了孟德爾頭上，從而成就了科學界的一段佳話。

英國生物學家威廉·貝特森則在研讀了孟德爾的論文後，創造出了英文的“遺傳學”一詞genetics，并成為孟德爾理論的堅定支持者和宣傳者。他本人對家禽的肉冠遺傳特點的研究結果表明，孟德爾關于3比1遺傳比率的結論，同樣适用于動物的雜交結果。1908年，貝特森被劍橋大學任命為遺傳學教授，這是世界上第一個遺傳學教授職位。

1909年，丹麥植物學家威廉·約翰遜建議用一個原意為“發生”的希臘詞，将孟德爾所提到的遺傳因子命名為“基因”（genes）。他的建議被采納，後來還派生出了“基因型”（genotype）等詞。1911年，美國生物學家和遺傳學家托馬斯·亨特·摩爾根通過果蠅繁殖試驗，确認孟德爾所說的遺傳因子就是我們現在所稱的基因。

（責編：李峥嵘）

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