Kopš brīža, kad cilvēks sāka sevi apzināties, viņam radās jautājums: "Kāpēc bērni izskatās pēc saviem vecākiem, lai gan viņi nekad tos pilnībā neatkārto?" Senatnē radās panģenēzes teorija, kuras viens no atbalstītājiem bija Aristotelis. Saskaņā ar to sēkla veidojas visos ķermeņa locekļos, pēc tam asins plūsma tiek pārnesta uz dzimumorgāniem. Vecāku un pēcnācēju līdzība tika izskaidrota ar to, ka sēkla atspoguļo to ķermeņa daļu īpašības, kurās tā veidojusies. Šī teorija zinātnē dominēja līdz 19. gadsimtam. Tās piekritējs bija pirmās evolūcijas teorijas radītājs Žans Batists de Lamarks. Viņš uzskatīja panģenēzi par galveno evolūcijas mehānismu, kas izskaidro visu to īpašību pārmantošanu pēcnācējiem, kuras vecāki ieguvuši savas dzīves laikā.

19. gadsimta vidū vācu zoologs Augusts Veismans formulēja germplazmas teoriju. Pēc Veisamana domām, organismā ir divu veidu plazma: germinālā (dzimuma šūnas un šūnas, no kurām tās veidojas) un somatiskās (visas pārējās šūnas). Dzimumplazma paliek nemainīga un tiek nodota no paaudzes paaudzē, savukārt somatisko plazmu veido dīgļplazma un tā kalpo tās aizsardzībai un arī vairošanās veicināšanai.

Tomēr neviena no šīm teorijām nesniedza atbildi uz jautājumu par pazīmju pārmantošanas mehānismiem un modeļiem. Mantojuma pamatlikumus atklāja Brunnes (mūsdienu Brno) pilsētas Augustīniešu klostera mūks Gregors Johans Mendels. No 1856. līdz 1866. gadam viņš veica eksperimentus ar dārza zirņiem (Pisum sativum), mēģinot noskaidrot, kā tiek pārmantotas to īpašības. Mendeļa eksperimenti joprojām ir zinātnisko pētījumu paraugs.

Jāteic, ka ilgi pirms Mendela daudzi zinātnieki mēģināja izprast dzīvo organismu pazīmju jēgu un pārmantošanas mehānismu. Lai to izdarītu, viņi šķērsoja gan augus, gan dzīvniekus, pēc tam novērtēja vecāku un pēcnācēju līdzību. Tomēr no iegūtajiem rezultātiem nevarēja iegūt nekādus modeļus. Fakts ir tāds, ka dažas pazīmes bija kopīgas pēcnācējiem ar vienu no vecākiem, citas - ar otru, citas bija kopīgas abiem, ceturtās parādījās tikai vecākiem, bet piektās - tikai pēcnācējiem.

Mendels pirmais saprata, ka visa uzmanība ir jākoncentrē uz vienu īpašību, ar kuru vecāku organismi skaidri atšķiras viens no otra. Tāpēc viņš par izpētes objektu izvēlējās dārza zirņus, jo to šķirņu bija ļoti daudz. Mendelis saņēma dažādu šķirņu sēklas no Eiropas sēklaudzētājiem. Pēc tam no visas daudzveidības viņš izvēlējās šķirnes, kas skaidri atšķiras ar vienu pazīmi.

Tomēr pirms augu krustošanas Mendelis divus gadus selekcionēja katru šķirni atsevišķi, lai pārliecinātos, ka viņa izvēlētā īpašība tiek pastāvīgi mantota no paaudzes paaudzē. Būtībā Mendels izstrādāja tīras zirņu šķirņu līnijas, ar kurām viņam bija jāstrādā.

Vēl viena svarīga Mendela eksperimentu iezīme bija stingra kvantitatīvā pieeja. Katrā jaunā eksperimentā viņš skaitīja dažāda veida pēcnācējus, mēģinot saprast, vai vienas vai otras pazīmes nesēji no katra pāra tiek atveidoti vienādi.

Beidzot Mendels ļoti gudri iestudēja šķērsošanas eksperimentu. Ir zināms, ka zirņi ir pašapputes augs. Lai veiktu savstarpēju apputeksnēšanu, Mendels atvēra pumpurus un noņēma putekšņus ar nenobriedušiem ziedputekšņiem. Pēc tam viņš šos ziedus apputeksnēja ar cita auga ziedputekšņiem.

Izrādījās, ka visiem pēcnācējiem pākstis bija dzeltenie zirņi, neatkarīgi no tā, vai mātes vai tēva augam bija vienādi dzeltenie zirņi. Pretēja īpašība, zirņu zaļā krāsa, pirmās paaudzes pēcnācējiem neparādījās. Tādējādi visi pirmās paaudzes hibrīdi izrādās vienveidīgi.

Mendels atklāja, ka šādi uzvedās visi 7 viņa izvēlēto īpašību pāri – pirmajā pēcnācēju paaudzē izpaudās tikai viena no divām alternatīvajām. Mendels šādas īpašības nosauca par dominējošām, bet pretējās - par recesīvām.

Audzējot augus no iegūtajām hibrīda sēklām, Mendels ļāva tiem pašapputes. Izrādījās, ka otrajā pēcnācēju paaudzē bija augi gan ar dzeltenām, gan zaļām sēklām. Turklāt vienā “pākstī” bieži tika atrasti dažādu krāsu zirņi. Mendels aprēķināja, ka uz katriem 6022 dzeltenajiem zirnīšiem ir 2001 zaļie zirnīši, kas ir attiecība 3:1 (precīzāk 3,0095:1).

Līdzīgas attiecības tika iegūtas eksperimentos ar citām pazīmēm. Otrajā paaudzē trīs ceturtdaļām augu bija dominējoša iezīme un tikai vienai ceturtdaļai bija recesīva iezīme. Tādējādi recesīvā iezīme atkal parādījās pēc paaudzes.

1. tabula. G. Mendeļa eksperimentu rezultāti krustojot zirņu šķirnes, kas atšķiras pēc vienas pazīmes

Pēc tam Mendelis diedzēja otrās paaudzes hibrīdu augu sēklas un deva tiem iespēju pašapputes. Tas ļāva viņam noteikt, vai otrās paaudzes pēcteču īpašības tika saglabātas nākotnē vai nē. Izrādījās, ka augi ar zaļām sēklām tika audzēti tīrībā, tas ir, tie vienmēr ražoja augus ar vienādām zaļām sēklām. Bet augi ar dzeltenām sēklām izrādījās neviendabīgi. Apmēram trešā daļa augu ar dzeltenām sēklām vienmēr tika audzēti tīrā veidā, tas ir, visās nākamajās paaudzēs to pēcnācējiem bija tikai dzeltenas sēklas. Atlikušo 2/3 augu ar dzeltenām sēklām pēcnācēji radīja gan dzeltenos, gan zaļos zirņus, kuru attiecība bija aptuveni 3:1.

Mendels ieguva līdzīgus rezultātus citiem pazīmju pāriem. Visos gadījumos recesīvo pazīmju nesēji no otrās paaudzes hibrīdiem tika audzēti tīri. Dominējošo īpašību nesēji bija divu veidu: trešdaļa no tiem vienmēr tika audzēti tīri, savukārt atlikušo 2/3 pēcnācējiem dominējošās un recesīvās pazīmes tika konstatētas attiecībā 3:1.

Izskaidrojot savu eksperimentu rezultātus, Mendels izdarīja šādu pieņēmumu. Alternatīvās īpašības nosaka daži faktori, kas tiek pārnesti no vecākiem uz pēcnācējiem ar gametām. Katrs faktors pastāv divās alternatīvās formās, kas nodrošina vienu no iespējamām pazīmes izpausmēm. Fakts, ka pirmās un nākamo paaudžu hibrīdu pēcnācējos ir abu vecāku īpašību nesēji, Mendelam ļāva izdarīt ļoti svarīgu secinājumu: “Divi faktori, kas nosaka kādas pazīmes alternatīvās izpausmes, nekādā veidā nesaplūst savā starpā, un tas, kas ir viens no otras puses, ir ļoti nozīmīgs. bet paliek atsevišķi visā indivīda dzīves laikā un, kad veidojas gametas, tās sadalās dažādās gametās. Pēc tam šo apgalvojumu sauca par Mendeļa sadalīšanas likumu.

Mendels ne tikai izcili veica savus eksperimentus, bet arī pārbaudīja savus pieņēmumus. Lai to izdarītu, viņš krustoja pirmās paaudzes hibrīdaugus ar recesīvo mātesaugu. Šādas krustošanas rezultātā tika konstatēts, ka augi ar dominējošu un recesīvu pazīmi ir aptuveni vienādās proporcijās (t.i., 1:1). Tas pierādīja izdarīto secinājumu pamatotību. Metode, ko Mendels izmantoja, lai pārbaudītu šķērsošanas rezultātus, mūsdienās tiek plaši izmantota, un to sauc par šķērsošanas analīzi.

1865. gada pavasarī Mendels Brunnas dabaszinātnieku biedrības sanāksmē ziņoja par savu eksperimentu rezultātiem. Savādi, ka viņam netika uzdots neviens jautājums, un pats ziņojums neizraisīja lielu interesi. Gadu vēlāk viņa raksts tika publicēts žurnālā “News of the Natural History Society of Brunn”. Tomēr, tāpat kā ziņojums, tas neizraisīja zinātnieku interesi. Tā notika, ka izcilais atklājums tika aizmirsts līdz 20. gadsimta sākumam. 1900. gadā trīs neatkarīgi viens no otra zinātnieki: holandietis Hugo de Vrīss, vācietis Karls Korrens un austrietis Ērihs Cermaks, veicot paši savus eksperimentus, ieguva tādus pašus rezultātus kā Mendels. Godīgi sakot, visi trīs bez ierunām atzina Mendela prioritāti šajā atklājumā.

PĀRSKATĪŠANAI JAUTĀJUMI UN UZDEVUMI

1. jautājums. Kurš atklāja pazīmju pārmantošanas modeļus?

Iezīmju pārmantošanas likumu atklājējs bija Gregors Mendels.

2. jautājums. Uz kādiem augiem G. Mendelis veica eksperimentus?

G. Mendels ļoti veiksmīgi izvēlējās objektu saviem eksperimentiem. Zirņus ir viegli audzēt Čehijas apstākļos, tie vairojas vairākas reizes gadā, zirņu šķirnes atšķiras viena no otras ar vairākām skaidri atšķirīgām īpašībām, un, visbeidzot, dabā zirņi ir pašapputes, bet eksperimentā; pašapputes ir viegli novērst, un pētnieks var apputeksnēt augu ar cita auga ziedputekšņiem.

3. jautājums. Pateicoties kādiem paņēmieniem G. Mendelim izdevās atklāt pazīmju pārmantošanas likumus?

Veicot savus klasiskos eksperimentus, Mendels ievēroja vairākus noteikumus. Pirmkārt, viņš izmantoja augus, kas atšķiras viens no otra ar nelielu skaitu īpašību. Otrkārt, zinātnieks strādāja tikai ar tīru līniju augiem. Tātad vienas līnijas augos sēklas vienmēr bija zaļas, bet otrā - dzeltenas. Mendels vispirms izstrādāja tīras līnijas, pašapputes zirņu augus.

Mendels veica eksperimentus vienlaikus ar vairākiem zirņu vecāku pāriem; katra pāra augi piederēja divām dažādām tīrajām līnijām. Tas viņam ļāva iegūt vairāk eksperimentālu materiālu.

Apstrādājot iegūtos datus, Mendels izmantoja kvantitatīvās metodes, precīzi saskaitot, cik augu ar noteiktu pazīmi (piemēram, sēklas ar dzeltenu un zaļu krāsu) parādījās pēcnācējos.

JAUTĀJUMI UN UZDEVUMI DISKUSIJAI

1. jautājums. Kādas zirņu augu īpašības ļāva G. Mendelim klasificēt organismus, kurus viņš paņēma hibridizācijai, kā tīrās līnijas?

Zirņus ir viegli audzēt Čehijas apstākļos, tie vairojas vairākas reizes gadā, zirņu šķirnes atšķiras viena no otras ar vairākām skaidri atšķirīgām īpašībām, un, visbeidzot, dabā zirņi ir pašapputes, bet eksperimentā; pašapputes ir viegli novērst, un pētnieks var apputeksnēt augu ar cita auga ziedputekšņiem.

2. jautājums. Kāda ir G. Mendeļa izstrādātās hibridoloģiskās metodes būtība?

Hibridoloģiskās metodes būtība ir tādu organismu krustošanās (hibridizācija), kuri atšķiras viens no otra ar vienu vai vairākām īpašībām. G. Mendeļa hibridoloģiskās metodes pamatā ir šādas metodes un objekti:

1) tika veikta mantojuma analīze pēc individuālajām iezīmēm;

2) īpašību nodošanas rakstura izpēte pirmās un nākamo paaudžu pēcnācējiem;

3) kvantitatīvā uzskaite par iedzimto pazīmju sadalījumu indivīdiem hibrīdpaaudzēs (statistika);

4) par pētījuma objektu tika izvēlēti zirņi - augs, kurā iespējama gan dabiskā pašapputes, gan mākslīgā savstarpēja apputeksnēšana.

1. jautājums. Definējiet jēdzienus “iedzimtība” un “mainība”.
Iedzimtība- tā ir dzīvo organismu spēja nodot savas īpašības, īpašības un attīstības īpatnības nākamajai paaudzei. Tas nodrošina paaudžu materiālo un funkcionālo nepārtrauktību un ir iemesls tam, ka jaunā paaudze ir līdzīga iepriekšējai. Iezīmju pārmantošana balstās uz ģenētiskā materiāla nodošanu pēcnācējiem.
Mainīgums- tā ir dzīvo organismu spēja pastāvēt dažādās formās, tas ir, individuālās attīstības procesā iegūt īpašības, kas atšķiras no citu tās pašas sugas indivīdu, tostarp viņu vecāku, īpašībām. Mainīgumu var noteikt indivīda gēnu īpašības, to kombinācija utt., vai, iespējams, indivīda un vides mijiedarbība. Pēdējā gadījumā pat ģenētiski identiski organismi ontoģenēzes procesā spēj iegūt dažādas īpašības un īpašības.

2. jautājums. Kurš pirmais atklāja pazīmju pārmantošanas modeļus?
Pirmais, kurš atklāja pazīmju pārmantošanas likumus, bija austriešu zinātnieks Gregors Mendels (1822-1884). Būdams mūks Brunnas klosterī (Brno, mūsdienu Čehija), viņš astoņus gadus (1856-1863) krustoja dažādas zirņu šķirnes. 1865. gadā G. Mendels Brines Dabaszinātnieku biedrības sanāksmē ziņoja par savu eksperimentu rezultātiem. Darbs tika novērtēts tikai pēc 1900. gada, kad trīs botāniķi (Hugo de Vrīss Holandē, Karls Korrenss Vācijā un Ērihs Cermaks Austrijā) neatkarīgi no jauna atklāja mantojuma modeļus.

3. jautājums. Uz kādiem augiem Mendels veica savus eksperimentus?
Mendels veica eksperimentus ar dažādām sēklu zirņu šķirnēm. Eksperimentos viņš izmantoja 22 zirņu šķirnes, kas atšķiras ar septiņām īpašībām. Kopumā viņa pētījumu laikā viņš pētīja vairāk nekā desmit tūkstošus augu.

4. jautājums. Pateicoties kādām darba organizācijas iezīmēm Mendelim izdevās atklāt pazīmju pārmantošanas likumus?
Gregoram Mendelam izdevās atklāt īpašību pārmantošanas likumus, pateicoties šādām viņa darba iezīmēm:
izmēģinājuma augs bija zirņi - nepretenciozs augs, kam ir liela auglība un kas ražo vairākas ražas gadā;
Zirņi ir pašapputes augs, kas novērš nejaušu svešu ziedputekšņu iekļūšanu. Mendels savstarpējās apputeksnēšanas eksperimentu laikā noņēma putekšņus un izmantoja otu, lai pārnestu ziedputekšņus no viena vecāka auga uz cita mātes augu sēkli;
Mendels pētīja kvalitatīvas, skaidri atšķiramas pazīmes, no kurām katru kontrolēja viens gēns;
Apstrādājot datus, zinātnieks veica stingru visu augu un sēklu kvantitatīvo uzskaiti.

Gregors Mendelis, zirņi un varbūtību teorija

Gregora Mendeļa fundamentālais darbs par augu pazīmju pārmantošanu “Augu hibrīdu eksperimenti” tika publicēts 1865. gadā, taču praktiski palika nepamanīts. Viņa darbu biologi novērtēja tikai 20. gadsimta sākumā, kad Mendeļa likumi tika atklāti no jauna. Mendeļa secinājumi neietekmēja mūsdienu zinātnes attīstību: evolucionisti tos neizmantoja savu teoriju veidošanā. Kāpēc mēs uzskatām Mendeli par iedzimtības doktrīnas pamatlicēju? Vai tikai vēsturiskā taisnīguma uzturēšanai?

Lai to saprastu, sekosim līdzi viņa eksperimentu gaitai.

Iedzimtības fenomens (īpašību pārnešana no vecākiem uz pēcnācējiem) ir zināms kopš neatminamiem laikiem. Nav noslēpums, ka bērni izskatās kā viņu vecāki. To zināja arī Gregors Mendels. Ko darīt, ja bērni neizskatās pēc saviem vecākiem? Galu galā ir zināmi gadījumi, kad no brūnacainiem vecākiem piedzimis zilacains bērns! Ir vilinoši to skaidrot ar laulības neuzticību, taču, piemēram, eksperimenti ar augu mākslīgo apputeksnēšanu liecina, ka pirmās paaudzes pēcnācēji var atšķirties no kāda no vecākiem. Un šeit viss noteikti ir godīgi. Līdz ar to pēcnācēju īpašības nav vienkārši viņu vecāku īpašību summa. Kas notiek? Vai bērni var būt jebkas, ko viņi vēlas? Arī nē. Tātad, vai mantojumā vispār ir kāds modelis? Un vai, zinot vecāku fenotipus, mēs varam paredzēt pēcnācēju pazīmju (fenotipu) kopumu?

Līdzīga argumentācija lika Mendelam izvirzīt pētījuma problēmu. Un, ja rodas problēma, varat pāriet uz tās risināšanu. Bet kā? Kādai vajadzētu būt metodei? Izgudrot metodi - tas ir tas, ko Mendels paveica izcili.

Zinātnieka dabiskā vēlme, pētot parādību, ir atklāt modeli. Mendels nolēma novērot parādību, kas viņu interesēja - iedzimtību - zirņos.

Jāsaka, ka Mendelis zirņus nav izvēlējies nejauši. Skatīt Pisum sativum L. ļoti ērti iedzimtības pētīšanai. Pirmkārt, to ir viegli audzēt un viss dzīves cikls ir ātrs. Otrkārt, tai ir nosliece uz pašapputes, un bez pašapputes, kā mēs redzēsim vēlāk, Mendeļa eksperimenti būtu bijuši neiespējami.

Bet kam tieši būtu jāpievērš uzmanība, veicot novērojumus, lai noteiktu modeli un nepazustu datu haosā?

Pirmkārt, pazīmei, kuras pārmantojamība tiek novērota, jābūt vizuāli skaidri atšķiramai. Vienkāršākais veids ir paņemt zīmi, kas parādās divos variantos. Mendels izvēlējās dīgļlapu krāsu. Zirņu sēklu dīgļlapas var būt zaļas vai dzeltenas. Šādas pazīmes izpausmes ir skaidri atšķiramas un skaidri sadala visas sēklas divās grupās.

Mendeļa eksperimenti: A– dzelteno un zaļo zirņu sēklas; b– gludas un krunkainas zirņu sēklas

Turklāt jābūt pārliecinātam, ka novērotais mantojuma modelis ir augu krustošanās sekas ar dažādām izvēlētās pazīmes izpausmēm, nevis kādi citi apstākļi (no kuriem, stingri ņemot, varēja zināt, ka dīgļlapu krāsa nav atkarīgs, piemēram, no temperatūras, kādos apstākļos auga zirņi?). Kā to panākt?

Mendelis izaudzēja divas zirņu līnijas, no kurām viena ražoja tikai zaļas sēklas, bet otra tikai dzeltenas. Turklāt daudzu paaudžu laikā šajās līnijās mantojuma modelis nemainījās. Šādos gadījumos (kad nav mainības vairākās paaudzēs), viņi saka, ka tika izmantota tīra līnija.

Zirņu augi, uz kuriem G. Mendelis veica eksperimentus

Mendels nezināja visus iedzimtību ietekmējošos faktorus, tāpēc veica nestandarta loģisku kustību. Viņš pētīja rezultātus, krustojot augus ar tādas pašas krāsas dīgļlapām (šajā gadījumā pēcnācēji ir precīza vecāku kopija). Pēc tam viņš krustoja augus ar dažādu krāsu dīgļlapām (vienai bija zaļa, otrai dzeltena), bet tādos pašos apstākļos. Tas deva viņam pamatu apgalvot, ka atšķirības, kas varētu parādīties mantojuma modelī, izraisīja atšķirīgie vecāku fenotipi abos krustojumos, nevis kāds cits faktors.

Šie ir Mendela iegūtie rezultāti.

Pirmās paaudzes pēcnācējiem, krustojot augus ar dzeltenām un zaļām dīgļlapām, tika novērota tikai viena no divām alternatīvām pazīmes izpausmēm - visas sēklas iegūtas ar zaļām dīgļlapām. Šo pazīmes izpausmi, kad pārsvarā tiek novērots viens no variantiem, Mendels nosauca par dominējošo (alternatīvu izpausmi, attiecīgi, recesīvu), un šo rezultātu sauca Pirmās paaudzes hibrīdu vienveidības likums , vai Mendeļa pirmais likums .

Otrajā paaudzē, kas iegūta pašapputes ceļā, parādījās sēklas gan ar zaļām, gan dzeltenām dīgļlapām, turklāt attiecībā 3:1.
Šo attiecību sauc sadalīšanas likums , vai Mendeļa otrais likums.
Taču eksperiments nebeidzas ar rezultātu iegūšanu. Ir arī tāds svarīgs posms kā to interpretācija, t.i., iegūto rezultātu izpratne no jau uzkrāto zināšanu viedokļa.

Ko Mendels zināja par mantojuma mehānismiem? Aizmirsti. Mendeļa laikā (19. gadsimta vidū) nebija zināmi nekādi gēni vai hromosomas. Pat ideja par visu dzīvo būtņu šūnu struktūru vēl nebija vispārpieņemta. Piemēram, daudzi zinātnieki (tostarp Darvins) uzskatīja, ka iedzimtas īpašību izpausmes veido nepārtrauktu sēriju. Tas nozīmē, ka, piemēram, krustojot sarkano magoņu ar dzelteno magoņu, pēcnācējam jābūt oranžam.

Mendels principā nevarēja zināt mantojuma bioloģisko būtību. Ko deva viņa eksperimenti? Kvalitatīvā līmenī izrādās, ka pēcnācēji patiešām var būt jebkas un nav nekāda modeļa. Kā ar kvantitatīvo? Un ko šajā gadījumā vispār var pateikt eksperimentālo rezultātu kvantitatīvais novērtējums?

Par laimi zinātnei Gregors Mendels nebija tikai zinātkārs čehu mūks. Jaunībā viņš ļoti aizrāvās ar fiziku un ieguva labu fizikas izglītību. Mendels pētīja arī matemātiku, tostarp varbūtību teorijas pirmsākumus, ko 17. gadsimta vidū izstrādāja Blēzs Paskāls. (Kāds sakars varbūtības teorijai ir ar to, kļūs skaidrs tālāk.)

G. Mendelim veltīta bronzas piemiņas plāksne, kas atklāta Brno 1910. gadā.

Kā Mendels interpretēja savus rezultātus? Viņš diezgan loģiski pieņēma, ka ir kāda reāla viela (viņš to sauca par iedzimtības faktoru), kas nosaka dīgļlapu krāsu. Pieņemsim, ka ir iedzimts faktors A nosaka dīgļlapu zaļo krāsu un iedzimtības faktora klātbūtni A - dzeltens. A Tad, dabiski, augi ar zaļām dīgļlapām faktoru satur un pārmanto A , un ar dzeltenajiem – faktors
. Bet kāpēc tad zaļo dīgļlapu augu pēcteču vidū ir augi ar dzeltenām dīgļlapām? A Mendels ierosināja, ka katram augam ir pāris iedzimtu faktoru, kas ir atbildīgi par noteiktu iezīmi. Turklāt, ja ir kāds faktors A faktors
Jāteic, ka pēc Kārļa Linneja ievērojamajiem darbiem Eiropas zinātnieki diezgan labi izprata augu seksuālās vairošanās procesu. Jo īpaši bija skaidrs, ka kaut kas no mātes un kaut kas no tēva pāriet meitas organismā. Tikai nebija skaidrs, kas un kā.
Mendels ierosināja, ka vairošanās laikā mātes un tēva organismu iedzimtie faktori tiek apvienoti savā starpā nejauši, bet tā, ka meitas organisms saņem vienu faktoru no tēva, bet otru no mātes. Atklāti sakot, tas ir diezgan drosmīgs pieņēmums, un jebkurš skeptisks zinātnieks (un zinātniekam ir jābūt skeptiķim) brīnīsies, kāpēc patiesībā Mendels savu teoriju balstīja uz to.
Šeit spēlē varbūtības teorija. Ja iedzimtības faktori tiek apvienoti savā starpā nejauši, t.i. Neatkarīgi no tā, vai varbūtība, ka katrs faktors nonāks meitas organismā no mātes vai no tēva, ir vienāda?
Attiecīgi saskaņā ar reizināšanas teorēmu meitas organismā noteiktas faktoru kombinācijas veidošanās varbūtība ir vienāda ar: 1/2 x1/2 = 1/4.
Acīmredzot ir iespējamas kombinācijas AA, Ahh, aA, ahh . Ar kādu biežumu tie parādās? Tas ir atkarīgs no faktoru attiecības A Un A pasniegts vecākiem. Apskatīsim eksperimenta gaitu no šīm pozīcijām.
Mendels vispirms paņēma divas zirņu rindas. Vienā no tām dzeltenās dīgļlapas nekādā gadījumā neparādījušās. Tātad faktors A tajā nebija, un visiem augiem bija kombinācija AA (gadījumos, kad organismam ir divas identiskas alēles, to sauc homozigota ). Līdzīgi visi otrās līnijas augi nesa kombināciju ahh .
Kas notiek šķērsošanas laikā? Faktors nāk no viena no vecākiem ar varbūtību 1 A , un no otra ar varbūtību 1 – koeficients A . Tad viņi dod kombināciju ar varbūtību 1x1=1 Ahh (tiek saukts organisms, kuram ir viena un tā paša gēna dažādas alēles heterozigota ). Tas lieliski izskaidro pirmās paaudzes hibrīdu vienveidības likumu. Viņiem visiem ir zaļas dīgļlapas.
Pašapputes laikā no katra pirmās paaudzes vecākiem ar varbūtību 1/2 (domājams), vai nu nāk faktors A , vai faktors A . Tas nozīmē, ka visas kombinācijas būs vienlīdz iespējamas. Kādam šajā gadījumā jābūt pēcnācēju īpatsvaram ar dzeltenām dīgļlapām? Acīmredzot vienu ceturtdaļu. Bet tas ir Mendeļa eksperimenta rezultāts: 3:1 fenotipiskā sadalīšana! Tāpēc pieņēmums par vienlīdz iespējamiem rezultātiem pašapputes laikā bija pareizs!
Mendela ierosinātā teorija, lai izskaidrotu iedzimtības parādības, balstās uz stingriem matemātiskiem aprēķiniem un ir fundamentāla. Varētu pat teikt, ka pēc smaguma pakāpes Mendeļa likumi vairāk līdzinās matemātikas, nevis bioloģijas likumiem. Ilgu laiku (un joprojām) ģenētikas attīstība sastāvēja no šo likumu piemērojamības pārbaudes konkrētam gadījumam.

Uzdevumi

1. Ķirbī augļa baltā krāsa dominē pār dzelteno.

A. Vecāki ir homozigoti, un tiem bija balti un dzelteni augļi. Kādi augļi tiks iegūti, krustojot pirmās paaudzes hibrīdu ar tā balto vecāku? Kā ar dzelteno vecāku?
B. Kad balto ķirbi sakrusto ar dzeltenu, tiek iegūti pēcnācēji, no kuriem pusei ir balti augļi, bet pusei – dzelteni augļi. Kādi ir vecāku genotipi?
J. Vai ir iespējams iegūt dzeltenus augļus, krustojot balto ķirbi un tā balto pēcnācēju no iepriekšējā jautājuma?
D. Šķērsojot baltos un dzeltenos ķirbjus, tika iegūti tikai balti augļi. Kādus pēcnācējus radīs divi šādi balti ķirbji, krustojot viens ar otru?

2. Melnās mātītes no divām dažādām peļu grupām tika krustotas ar brūnajiem tēviņiem. Pirmā grupa ražoja 50% melnas un 50% brūnas peles. Otrā grupa ražoja 100% melnas peles. Izskaidrojiet eksperimentu rezultātus.

3. . Brauna kungs savam melnajam ganāmpulkam no Smita kunga nopirka melnu bulli. Diemžēl starp 22 dzimušajiem teļiem 5 izrādījās sarkani. Brauns iesniedza prasību pret Smitu. "Jā, mans bullis mani pievīla," sacīja Smita kungs, "bet viņš ir tikai puse vainīgs. Jūsu govis uzņemas pusi vainas. "Blēņas!" Brauna kungs bija sašutis, "manām govīm ar to nav nekāda sakara!" Kuram šajās debatēs ir taisnība?

Šeit mēs runājam par Linneja darbu " Sexum Plantarum"(“Sekss augos”), kas veltīts augu seksuālai pavairošanai. Šajā 1760. gadā publicētajā darbā reproducēšanas process tika aprakstīts tik detalizēti, ka Sanktpēterburgas Universitātē tas ilgu laiku bija aizliegts kā amorāls.