Gregor Mendel
Obsah boxu
Gregor Johann Mendel (rodným jménem Johann Mendel; * 20. července 1822 Hynčice – † 6. ledna 1884 Brno) byl moravský přírodovědec, botanik, včelař a meteorolog německé národnosti, řeholník a později opat augustiniánského kláštera na Starém Brně. Je všeobecně považován za zakladatele genetiky a bývá nazýván „otcem moderní genetiky“. Na základě svých experimentů s křížením hrachu formuloval základní zákony dědičnosti, dnes známé jako Mendelovy zákony dědičnosti. Jeho práce však byla plně doceněna až na začátku 20. století, téměř dvě desetiletí po jeho smrti.
📜 Život
👶 Dětství a studia
Johann Mendel se narodil do německy mluvící rolnické rodiny v Hynčicích (německy Heinzendorf bei Odrau) v Rakouském Slezsku. Jeho rodiči byli Anton a Rosine Mendelovi. Během svého dětství pracoval jako zahradník a studoval včelařství. Již v mládí projevil velké nadání, a proto ho rodiče i přes finanční tíseň poslali na studia.
Navštěvoval gymnázium v Opavě. Aby mohl pokračovat ve studiu, musel si sám vydělávat na živobytí. Po absolvování gymnázia v roce 1840 se zapsal na Filozofický ústav Univerzity v Olomouci. Studium, které trvalo dva roky, bylo pro něj velmi náročné, trpěl depresemi a finančními problémy.
⛪ Působení v klášteře a vědecká práce
V roce 1843 vstoupil na doporučení svého olomouckého profesora fyziky Friedricha Franze do augustiniánského kláštera sv. Tomáše na Starém Brně. Přijal řeholní jméno Gregor. Vstup do kláštera mu zajistil materiální zabezpečení a umožnil mu plně se věnovat studiu a vědě. Klášter byl v té době centrem vzdělanosti a kultury na Moravě. V roce 1847 byl vysvěcen na kněze.
V letech 1851 až 1853 studoval na Vídeňské univerzitě, kde se věnoval studiu matematiky, fyziky, chemie, botaniky a paleontologie. Mezi jeho učitele patřili významní vědci jako fyzik Christian Doppler nebo botanik Franz Unger. Právě Ungerovy názory na variabilitu rostlin a evoluci Mendela silně ovlivnily. Po návratu do Brna působil jako učitel fyziky a přírodopisu na německé reálce.
🔬 Experimenty s hrachem
Mezi lety 1856 a 1863 prováděl Mendel v zahradě augustiniánského kláštera své slavné experimenty s křížením hrachu setého (Pisum sativum). Pro své pokusy si vybral tuto rostlinu, protože má řadu výrazných, snadno pozorovatelných a dědičných znaků (např. barva květu, tvar semen, barva semen) a je samosprašná, což umožňovalo kontrolované opylení.
Během osmi let vypěstoval a analyzoval přibližně 28 000 rostlin hrachu. Pečlivě sledoval sedm párů kontrastních znaků a vedl si podrobné statistické záznamy o tom, jak se tyto znaky přenášejí na další generace. Právě použití statistických a matematických metod bylo v tehdejší biologii revoluční a klíčové pro jeho úspěch. Na základě svých výsledků formuloval tři základní pravidla, která později vešla ve známost jako Mendelovy zákony dědičnosti.
⏳ Opatem a poslední léta
V roce 1868 byl Gregor Mendel zvolen opatem starobrněnského kláštera. Tato nová funkce mu přinesla mnoho administrativních povinností, které ho postupně odváděly od vědecké práce. Dostal se do sporu s rakousko-uherskou vládou ohledně zdanění klášterního majetku, který vedl až do konce jeho života.
Kromě genetiky se Mendel intenzivně věnoval také meteorologii. Od roku 1862 prováděl pravidelná meteorologická měření pro Meteorologický ústav ve Vídni. Zajímal se také o astronomii a včelařství, kde se snažil aplikovat své poznatky o dědičnosti na křížení včel, avšak s menším úspěchem kvůli složité reprodukci včelích královen.
Gregor Johann Mendel zemřel 6. ledna 1884 v Brně na chronický zánět ledvin. Byl pohřben do hrobky augustiniánů na Ústředním hřbitově v Brně. Jeho pohřbu se zúčastnil i mladý Leoš Janáček, který na jeho počest zkomponoval smuteční skladbu.
🧬 Mendelovy zákony dědičnosti
Své závěry Mendel prezentoval na dvou přednáškách v brněnském Přírodovědném spolku v únoru a březnu roku 1865. Následující rok byla jeho práce pod názvem Versuche über Pflanzenhybriden (Pokusy s rostlinnými hybridy) publikována ve sborníku tohoto spolku.
📖 Publikace a (ne)přijetí práce
Mendelova práce byla ve své době prakticky ignorována. Rozeslal sice 40 výtisků své publikace významným evropským vědcům, včetně Carla von Nägeliho, ale odezva byla minimální. Důvody byly různé:
- Jeho závěry byly příliš revoluční a v rozporu s tehdy převládající teorií o mísení znaků (blending inheritance).
- Použití matematiky a statistiky v biologii bylo neobvyklé a pro mnoho jeho současníků nesrozumitelné.
- Mendel byl relativně neznámý mnich z provincie, nikoli člen zavedené akademické komunity.
Jeho objevy tak zůstaly zapomenuty až do roku 1900.
🥇 První zákon: Zákon o uniformitě hybridů
Při křížení dvou odlišných homozygotních rodičů (např. hrách s fialovými květy a hrách s bílými květy) jsou všichni potomci v první filiální generaci (F1) genotypově i fenotypově stejní – uniformní. Projeví se u nich pouze dominantní znak (v tomto případě fialová barva).
- Vzorec: P: AA x aa → F1: Aa
🥈 Druhý zákon: Zákon o štěpení (segregaci)
Při křížení dvou heterozygotních jedinců z generace F1 dochází u potomků (v generaci F2) k vyštěpení původních znaků v určitém číselném poměru. Genotypový štěpný poměr je 1:2:1 (AA:Aa:aa) a fenotypový štěpný poměr je 3:1 (3 jedinci s dominantním znakem ku 1 jedinci s recesivním znakem).
- Vzorec: F1: Aa x Aa → F2: 1 AA : 2 Aa : 1 aa
🥉 Třetí zákon: Zákon o nezávislé kombinovatelnosti alel
Při zkoumání dvou a více znaků současně se alely různých genových párů kombinují v gametách nezávisle na sobě. To platí za předpokladu, že se sledované geny nacházejí na různých chromozomových párech. To vede k novým kombinacím znaků, které se u rodičů nevyskytovaly.
🏛️ Odkaz a znovuobjevení
Mendelova práce byla znovuobjevena nezávisle na sobě v roce 1900 třemi vědci:
Všichni tři při svých vlastních experimentech dospěli k podobným závěrům a při rešerši starší literatury narazili na Mendelův zapomenutý článek. Uznali jeho prvenství a jeho práce se stala základním kamenem nově vznikajícího vědního oboru – genetiky. Termín "genetika" zavedl v roce 1905 britský biolog William Bateson.
Dnes je Mendelův přínos světové vědě nezpochybnitelný. Jeho zákony tvoří základ klasické genetiky a jsou vyučovány na školách po celém světě. V Brně se nachází Mendelovo muzeum Masarykovy univerzity, které sídlí v prostorách kláštera, kde Mendel působil. Po něm je pojmenována i Mendelova univerzita v Brně.
🤔 Pro laiky: Co Mendel vlastně zjistil?
Před Mendelem si lidé mysleli, že vlastnosti potomků jsou jakýmsi "průměrem" vlastností rodičů. Například když zkřížíte vysokou a nízkou rostlinu, očekávali byste, že potomek bude středně vysoký. Mendel ale ukázal, že to takhle nefunguje.
Představte si, že vlastnosti (jako barva květu) jsou určovány "balíčky instrukcí" (dnes jim říkáme geny). Každý jedinec má pro jednu vlastnost dva takové balíčky – jeden od otce, druhý od matky.
- **Dominantní a recesivní instrukce:** Některé instrukce jsou "silnější" (dominantní) a jiné "slabší" (recesivní). Když se setká instrukce pro fialový květ (silná) s instrukcí pro bílý květ (slabá), květ bude fialový. Bílá barva se projeví jen tehdy, když se sejdou dvě slabé instrukce.
- **Dědičnost není míchání, ale losování:** Mendel zjistil, že tyto "balíčky instrukcí" se nemíchají. Potomek dostane od každého rodiče náhodně jeden z jeho dvou balíčků. To vysvětluje, proč se mohou u vnoučat objevit vlastnosti, které jejich rodiče neměli (např. modré oči u dítěte hnědookých rodičů, kteří ale oba nesou "slabou" instrukci pro modré oči).
V podstatě Mendel objevil, že dědičnost má jasná, předvídatelná a matematicky popsatelná pravidla. Položil tak základy pro pochopení dědičných chorob, šlechtitelství rostlin a zvířat i moderní genové inženýrství.
🌍 Zajímavosti
- Mendelovo rodné jméno bylo Johann, jméno Gregor přijal až při vstupu do kláštera.
- Ačkoliv žil a pracoval na území dnešního Česka, byl etnický Němec a mluvil německy.
- Kromě hrachu prováděl pokusy i s jinými rostlinami, například s jestřábníkem, ale výsledky byly matoucí, protože jestřábník se rozmnožuje apomikticky (bez oplodnění).
- Jeho jméno nese kráter Mendel na odvrácené straně Měsíce a také planetka 3313 Mendel.