揭示遗传规律的神甫——孟德尔
孟德尔(Gregor
Johann Mendel,1822—1884)是奥地利植物学家。他发现的两个遗传规律——“基因的分离规律”和“基因的自由组合规律”是19世纪人类研究生命科学的重要里程碑。他的这一发现,为现代遗传学的建立奠定了重要的基础。
孟德尔出身于一个贫苦的半解放农奴家庭。他的父亲安东·孟德尔虽然拥有一小块自己的田园,但每周有三天要去伺候一位叫做瓦尔德堡的女伯爵;每周还必须拿出一天时间去祭拜上帝和神灵。所以,算起来真正属于自己的时间并不多。孟德尔的母亲叫罗西娜,她是一个园丁的女儿,也是一位有五个子女的母亲。孟德尔是他们唯一的儿子。从很小的时候起,孟德尔就十分喜欢园艺,当他还在家乡的小学读书的时候,他就是一个努力学习的好学生,学习成绩很优秀。每当放学回家后,他就到家里的田园中帮助大人们干活,经过这样的亲身实践,孟德尔开始学习到了最初的一些自然科学知识,比如栽培果树和养蜂的知识等等。
在孟德尔11岁那年,由于家境不好,父亲打算让他休学回家,共同挑起家庭生活的重担。但是,老师却极力主张送天资聪颖、勤奋好学的孟德尔去十几公里外的皮亚利斯特中学继续学习。孟德尔的继续求学,使父亲失去了一个好帮手。
一年半以后,学习成绩优良的孟德尔转学来到距家乡三十多公里、位于特堡罗的帝国皇家预科学校学习。孟德尔在这所相当于高中的学校学习了六年。由于家里贫穷,孟德尔从家里拿来的钱只够勉强交上学费,所以,他甚至连部分饭食也要靠家里送来,经常是衣衫褴缕、食不果腹。即便是在这样的条件下,孟德尔依然一直保持着优异的学习成绩。可是不久,一个更大的不幸发生了——孟德尔的父亲在给雇主干活时,被一根滚落下来的大木头砸成重伤。从此,安东·孟德尔再也无力供养儿子继续求学了。孟德尔回到家里安慰父亲说,他要去做家庭教师,自己挣钱完成学业。青少年时期的孟德尔就是这样以顽强的毅力和锲而不舍的精神对待学习的。艰苦的学习生活磨砺了孟德尔的意志,同时也损伤了他的身体。从预科学校毕业后,孱弱的孟德尔只好在家里休学一年。
贫苦人家的孩子能读书是很不容易的,孟德尔全家都十分关心和支持他继续求学。为了孟德尔的学业,他的妹妹特蕾西亚不惜断送自己的前程,把买嫁妆的钱也送给了哥哥。孟德尔带着全家的期望和资助,加上自己做家教得来的薪水,又踏上继续求学的道路。这一次,他来到厄尔姆茨哲学院学习数学、物理学和博物学。
1843年,贫病交加的孟德尔回到奥地利的布隆恩镇。迫于生计,他萌生了到修道院去做神职工作的想法。当他把这个想法告诉十分喜爱他的物理学教授弗朗茨后,教授告诉他可以去奥古斯丁修道院,那里正需要一个人。于是,在1843年10月9日,孟德尔经过着衣仪式,成了一个见习修道士。其实,这所修道院并不仅仅是进行宗教活动的圣地,它还是一个研究科学的殿堂。在奥古斯丁修道院里,聚集着一大批饱学之士。其中,院长纳普就是一位杰出的学者。大家在一起研究和探讨科学问题,无拘无束、畅所欲言。由于朋友的热情举荐和以往曾经取得的优异学习成绩,孟德尔被安排在牧师泰勒曾经工作过的植物园和标本室。泰勒既是一位牧师,同时也是一位植物学家。他虽然已经在孟德尔进入修道院之前3个月去世,但他留下的植物园和植物标本给孟德尔后来的研究以很大帮助。孟德尔进入修道院后,就按照纳普院长的吩咐,在植物园里做修道士克拉谢尔的助手,两个人一起管理修道院里的这座植物园。按照修道院的常规,见习修道士要经过2年的见习期和4年的经典学习才能成为神甫,但勤奋的孟德尔这次又是通过自己的努力,提前一年完成了经典学习,被主教任命为神甫。这一年,孟德尔改名为“格雷戈尔”。
孟德尔来修道院,原本是因为生活所迫,急需找一个“饭碗”。可是进了修道院以后,他才感到这里恰好也是一个学习科学知识和从事科学研究的地方。纳普院长十分赏识孟德尔的才干和勤奋好学精神。在进入修道院的第二年,孟德尔就被送到布隆大学的哲学学院学习深造。在布隆大学学习期间,孟德尔不仅圆满完成了规定的学业课程,还选学了农学、果树学和葡萄栽培学等专业课。这对于他后来所从事的科学研究工作显然是十分有益的。
不久,院长又举荐他去一所高中任代课教师,讲授拉丁语、法语和数学课。孟德尔上课非常认真,教学工作也做得十分出色。可是,他始终没有能够成为一名正式的教师。因为,当时要想获取教师资格就必须通过严格的考试,而孟德尔后来曾两度参加教师资格考试,却都无功而返,未获通过。
其中,第一次落榜后,纳普院长又将孟德尔送入维也纳大学深造了两年;尔后,孟德尔又在一所中学整整做了14年的代课教师。在这段日子里,孟德尔过得十分愉快而又充实。他结识了当时的著名植物学家翁格尔,并学习和接受了翁格尔关于“物种可变”的思想。在维也纳大学,孟德尔还看到了前人留下的几篇关于植物杂交的试验报告,从而启发他形成了从进行杂交试验入手去研究植物的想法。孟德尔最终能够发现两个重要的遗传规律,还和另外两个科学家的教育影响有关,他们是多普勒和埃汀豪生。多普勒是著名的物理学家,他进行科学研究的时候,是循着“分析自然现象——提出假设——用试验检验”的程序探索科学真理的;孟德尔对豌豆遗传的研究,也体现了这样的思路。埃汀豪生是一位精通数理统计的物理学家,他曾经毫无保留地把数理统计的方法传授给孟德尔,而孟德尔也的确不负恩师的厚望,他将这些知识淋滴尽致地运用到了遗传学研究之中,并取得了辉煌的成功。
为了能够获取一个正式教师的资格,1856年孟德尔再赴维也纳应考。据他的一位当时任学监的朋友介绍,这次应考失败的关键,是孟德尔所持的植物遗传学观点与主考官不同,而孟德尔宁肯放弃考试也不愿意放弃自己的观点。同时,也可能是孟德尔真的生了病。因为,考试第一天他就病倒在考场上。后来,孟德尔再也没有参加过教师资格的考试,而是开始去做一系列的植物遗传试验。
执着于科学事业的孟德尔一直住在修道院里。他在自己所居住的屋顶上架满了试验用的老鼠笼;在花园中他还豢养着一只狐狸和几箱蜜蜂;修道院的一个温室还开辟了专供他使用的角落。孟德尔就是在这个小小的天地里做出了他的伟大科学贡献。同时,孟德尔还是一位科学知识的积极宣传者。他曾在布龙恩镇协助成立了科学协会,并且就是在这个组织里首先向世人披露了他的著名科学发现。
在孟德尔所做的大量杂交试验中,豌豆的杂交试验是十分成功的。这个试验总共涉及32个豌豆的品系,前后使用了大约八年时间。1866年,44岁的孟德尔根据自己的长期试验,发表了名为《植物杂交试验》的论文,提出了著名的“基因的分离规律”和“基因的自由组合规律”。孟德尔认为,生物体的性状遗传是受细胞中“遗传因子”所控制的。遗传因子存在于细胞中,是它决定了生物体能表现出什么样的遗传性状。因此,孟德尔的学说又被称为“遗传因子的分离规律”和“遗传因子的自由组合规律”。
除了研究遗传学,孟德尔还曾经研究过气象学。从1856年起,他买来许多观测仪器,每天定时观测、认真记录,从不间断。在二十多年中,孟德尔前后共发表了九篇很有创见的气象学术论文,还成了地方上一个相当知名的气象学权威。
1867年,修道院的老院长纳普去世了。第二年,孟德尔就在选举中以绝对优势当选为新任院长。从此,孟德尔获得了支配修道院里一切事物的权力,但却因为要参与许多社会活动而没有多少时间再进行科学研究了。繁忙的社会活动,使孟德尔逐渐成为一个社会活动家。在担任修道院院长期间,他曾为组建家乡的消防队捐款3000克罗仑;还做过一所聋哑学校的督学和一家银行的董事长。为了维护修道院的利益,孟德尔在晚年曾与当地政府持续进行了将近十年的抗争;而对修道院周围的邻居和乡亲们却以诚相待,遇到他们有困难的时候,总是尽力帮忙。奥地利是举世闻名的音乐之邦,布隆镇也有一个音乐协会。虽然孟德尔从未到音乐厅欣赏过交响乐,可是当布隆音乐协会因缺乏资金而难以为继的时候,孟德尔也解囊相助,十分慷慨。
与政府的长期争执和纷繁的社会活动以及难以割舍的学术探索,使年过60的孟德尔身心憔悴。到了1883年初春,他终于因为患了慢性肾炎和心血管疾病而不得不卧床休息。这样,只维持了不到一年,1884年1月6日凌晨,孟德尔因心脏病发作,经诊治无效逝世,终年62岁。
三天后,在孟德尔家乡的布隆镇中央公园,人们为他举行了隆重的葬礼。参加者上至政府要员、下至平民百姓,还有大学教授、神甫教徒和科学协会的代表们。大家都在怀念这位德高望重的修道院院长,却很少有人想到已经故去的孟德尔能够成为一位名载史册的遗传学巨匠。这是因为孟德尔生前所发表的遗传学论文当时并没有引起科学界的重视。当时人们在这方面所关注的主要问题是达尔文的进化理论,而且更重要的是当时达尔文已经成为在全国甚至更大范围内名声显赫的学术权威,而孟德尔充其量也只是个在家乡小镇小有名气的神甫。所以,尽管孟德尔的遗传学发现是十分伟大的,但还是被整整尘封了34年。
1900年,荷兰植物学家德·佛里斯和德国的科伦斯、奥地利的切马克都在自己的科学研究中涉及到了遗传学的问题,并分别撰写了论文阐述了他们各自所研究的生物遗传规律。可是,当他们查找资料想证明自己的研究成果是新发现时,才知道早在34年前就有一个名叫孟德尔的神甫已经发表过内容几乎相同的论文。于是,他们不再争执是谁首先发现的遗传规律了,而是一致将发现两个遗传规律的荣誉归于孟德尔名下。这三位科学家的高尚职业道德,至今都在科学界传为美谈,也是很值得我们大家学习的。