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가장 중요한 과학적 발견
유전학의 기초. 과학적 발견의 역사와 본질
인류가 유전의 패턴을 밝히는 데 2500년 이상이 걸렸습니다. "... 고대 자연 철학자와 의사는 생식 기관의 해부학과 생리학, 수정 및 발달 과정에 대한 제한적이고 부분적으로 잘못된 지식으로 인해 유전 현상을 올바르게 이해할 수 없었습니다. "라고 잘 알려진 소련은 말합니다. 유전 학자 A.E. Gaisinovich. "그들은 동물에 대해 가장 접근하기 쉬운 연구 구조를 가지고 있었고 동물에서 발견되는 생식기의 해부학 적 특징을 인간에게 전달한 것은 놀라운 일이 아닙니다 ... 수컷 종자의 기원은 고대에 알려지지 않았기 때문에 신체의 모든 기관에 의해 분리되고 그 모양과 구조가 미니어처로 반복되는 입자에서 종자가 형성된다는 잘못된 생각이 만들어졌습니다. 사실 이것은 XNUMX세기까지 남다른 생명력을 보인 최초의 유전설이었다. C. 다윈 pangenesis에 대한 그의 가설에서 ... "두 가지 관점이 싸웠습니다. 첫 번째는 여성 종자의 존재와 수정에 대한 참여를 허용했습니다. 두 번째는 가장 밝은 대표자 중 하나가 아리스토텔레스였습니다. 그는 믿었습니다. 미래 배아의 모양은 오직 수컷 종자에 의해서만 결정됩니다. A.E. Gaisinovich는 "W. Harvey에 의해 XNUMX세기에 되살아났지만 그럼에도 불구하고 XNUMX-XNUMX세기 현미경 관찰자들의 관찰에 근거하여 대부분의 생물학자들에 의해 거부되었습니다. XNUMX세기 후반에만 교리가 있었습니다. 암수 종자의 존재에 대한 인식과 범생의 원리(P. Maupertuis, J. Buffon)를 바탕으로 발달과 유전에 대한 후생유전학적 이론을 정립하려는 시도가 있었다. 발생학의 첫 번째 토대를 마련했지만, 수정 과정의 본질에 대한 지식은 그에게 숨겨져 있었고 가변성과 유전 현상에 대한 그의 생각은 시기상조이고 잘못된 것이었습니다. 유전 현상 연구에서 큰 진전은 잡종 실험을 위한 식물의 사용 XNUMX세기의 잡종 실험은 마침내 고대에 막연하게 여겨졌던 식물에 두 개의 성별이 존재하고 유전 현상에 동등하게 참여한다는 것을 확인했습니다(I. Ke Lreiter 및 기타 다수). 그러나 종의 불변성에 대한 교리와 종간 교잡 중 상상의 확인으로 인해 개별 종의 독립적 인 전달과 유전에 의한 개별 특성을 확실하게 증명할 수 없었습니다. 이것은 스님 과학자의 큰 장점이었습니다 그레고르 멘델, 유전 과학의 창시자로 간주됩니다. Gregor Johann Mendel(1822–1884)은 실레지아의 하이젠도르프에서 농민 가정에서 태어났습니다. 초등학교 때 그는 뛰어난 수학 능력을 보였으며 교사의 주장에 따라 인근의 작은 마을인 Opava에 있는 체육관에서 교육을 계속했습니다. 그러나 Mendel의 추가 교육을 위해 가족에게 충분한 돈이 없었습니다. 큰 어려움으로 그들은 체육관 코스를 완료하기 위해 함께 긁어 모았습니다. 여동생 Teresa가 구조하러 왔습니다. 그녀는 그녀를 위해 축적 된 지참금을 기부했습니다. 이 자금으로 Mendel은 대학 준비 과정에서 더 많은 시간을 공부할 수 있었습니다. 그 후 가족의 자금은 완전히 고갈되었습니다. 수학 교수인 프란츠(Franz)가 해결책을 제안했습니다. 그는 멘델에게 브르노에 있는 아우구스티누스 수도원에 가입하라고 조언했습니다. 당시 과학 추구를 장려한 폭넓은 견해를 가진 사람인 Abbot Cyril Napp이 이 조직을 이끌었습니다. 1843년에 멘델은 이 수도원에 들어가 그레고르(출생 시 요한이라는 이름을 받았습니다)라는 이름을 받았습니다. 1851년 후, 수도원은 1853세의 수도사 멘델(Mendel)을 중등학교 교사로 파견했습니다. 그 후 XNUMX년부터 XNUMX년까지 비엔나 대학교에서 자연과학, 특히 물리학을 공부한 후 브르노에 있는 실제 학교에서 물리학과 자연사 교사가 되었습니다. XNUMX년 동안 지속된 그의 교육 활동은 학교 지도부와 학생들 모두에게 높은 평가를 받았습니다. 후자의 회고록에 따르면 Mendel은 가장 사랑받는 교사 중 한 명이었습니다. 생애의 마지막 XNUMX년 동안 멘델은 수도원의 대수도원장이었다. 그레고르는 어렸을 때부터 자연과학에 관심이 많았습니다. 전문 생물학자라기보다 아마추어에 가까운 멘델은 다양한 식물과 벌을 끊임없이 실험했습니다. 1856년에 그는 완두콩의 형질 유전에 대한 교잡과 분석에 관한 고전적인 연구를 시작했습니다. Mendel은 XNUMX에이커도 안되는 작은 수도원 정원에서 일했습니다. 그는 XNUMX년 동안 완두콩을 심었고 꽃 색깔과 종자 유형이 다른 XNUMX여 종의 완두콩을 조작했습니다. 그는 만 가지 실험을 했다. 그는 단 하나의 특성("매끄러움-주름진")의 전달 패턴을 이해하기 위해 교배로 얻은 식물의 씨앗 모양을 연구하면서 7324개의 완두콩을 분석했습니다. 그는 돋보기를 통해 각 씨앗을 검사하고 모양을 비교하고 메모했습니다. Mendel은 이 일련의 실험의 목적을 다음과 같이 공식화했습니다. 일정한 구별 기능의 수에 따라 여러 별도의 실험으로. Mendel의 실험으로 또 다른 카운트 다운이 시작되었으며, 그 주요 특징은 Mendel이 자손의 부모 개별 특성 유전에 대한 하이브리드 분석을 다시 도입했다는 것입니다. 그러나 수도원 학교의 겸손한 교사가 연구의 완전한 그림을 볼 수 있었던 것은 바로 이것이었습니다. 피할 수 없는 통계적 변동으로 인해 3분의 1과 1분의 1을 무시해야 했던 후에야 볼 수 있습니다. 그런 다음에야 연구원이 문자 그대로 "표시"한 대체 특성이 그에게 놀라운 것을 드러냈습니다. 다른 자손의 특정 유형의 교배는 1:2, 1:XNUMX 또는 XNUMX:XNUMX:XNUMX의 비율을 제공합니다. 멘델은 그의 마음속에 떠올랐던 추측을 확인하기 위해 그의 전임자들의 연구에 의지했습니다. 연구자가 권위자로 존경했던 사람들은 서로 다른 시기에, 각자 자신의 방식으로 다음과 같은 일반적인 결론에 도달했습니다. 유전자는 지배적(억제) 또는 열성(억제) 특성을 가질 수 있습니다. 그렇다면 멘델은 이종 유전자의 조합이 자신의 실험에서 관찰된 것과 동일한 특성 분할을 제공한다고 결론지었습니다. 그리고 그의 통계 분석을 사용하여 계산된 바로 그 비율입니다. 과학자는 결과적인 완두콩 세대에서 발생하는 변화의 "조화를 대수학으로 확인"하면서 문자 지정을 입력합니다. 이는 동일한 유전자의 우성 상태를 대문자로 표시하고 열성 상태를 소문자로 표시합니다. 곱셈 조합 시리즈. (A+2Aa+a)x(B-2Bb+b), Mendel은 가능한 모든 유형의 조합을 찾습니다. "그러므로 이 계열은 9개의 구성원으로 구성되며 그 중 4개는 각각 한 번씩 표시되고 두 문자 모두에서 일정합니다. 형식 AB, ab는 원래 종과 유사하고 나머지 두 개는 두 문자 사이에서 가능한 유일한 상수 조합을 나타냅니다. 결합된 문자 A. , a, B, b. 네 용어는 각각 두 번 나타나며 한 문자에서는 일정하고 다른 문자에서는 하이브리드입니다. 한 용어는 4번 발생하고 두 문자에서 하이브리드입니다... 이 시리즈는 의심할 여지 없이 다음과 같은 조합 시리즈입니다. 용어별로 캐릭터 A와 a, B와 b에 대한 일련의 개발이 이루어집니다. 결과적으로 Mendel은 다음과 같은 결론에 도달했습니다. 서로 다른 형질의 각 쌍의 잡종 조합은 두 원래 식물의 다른 차이점과 독립적이며 "관련 식물 그룹의 다양한 형태에서 발생하는 일정한 특성은 조합 규칙에 따라 가능한 모든 화합물에 들어갈 수 있습니다." 요약하면 과학자의 작업 결과는 다음과 같습니다. 1) XNUMX세대의 모든 잡종 식물은 동일하고 부모 중 한 쪽의 형질을 보인다. 2) 3세대 잡종 중 우성 형질과 열성 형질을 모두 1:XNUMX의 비율로 나타내는 식물체; 3) 자손의 두 캐릭터는 XNUMX세대에서 독립적으로 행동합니다. 4) 형질과 그들의 유전적 성향을 구별할 필요가 있다(우성 형질을 나타내는 식물은 잠복적으로 열성 형질을 가질 수 있다). 5) 남성과 여성 배우자의 연관성은 이 배우자가 지닌 특성의 성향과 관련하여 무작위적입니다. 1865년 1863월과 1866월, 브르노 시의 박물학자 협회라고 불리는 지방 과학계 회의에서 일반 회원 중 한 명인 그레고르 멘델(Gregor Mendel)은 XNUMX년에 완료된 수년간의 연구 결과를 보고했습니다. . 그의 보고서가 동아리 회원들에게 냉담하게 받아들여졌음에도 불구하고 그는 자신의 작품을 출판하기로 결정했습니다. 이 내용은 XNUMX년에 "식물 잡종에 대한 실험"이라는 제목의 협회의 저서로 출판되었습니다. 동시대인들은 멘델을 이해하지 못했고 그의 작품에 감사하지 않았습니다. 너무 단순하고 정교하지 않은 것은 인류의 관점에서 흔들리지 않는 진화 피라미드의 기초가 된 복잡한 현상이 어려움과 삐걱 거리지 않고 적합하다는 계획으로 보였습니다. 게다가 멘델의 개념에도 취약점이 있었다. 그래서 적어도 상대방에게는 그렇게 보였습니다. 그리고 연구원 자신도 의심을 풀 수 없었기 때문입니다. 그의 실패의 "범인"중 하나는 매였습니다. 뮌헨 대학교 교수인 식물학자 칼 폰 나겔리(Karl von Naegeli)는 멘델의 연구를 읽은 후 저자가 매풀에서 발견한 법칙을 시험해 볼 것을 제안했습니다. 이 작은 식물은 Naegeli가 가장 좋아하는 주제였습니다. 그리고 멘델도 동의했습니다. 그는 새로운 실험에 많은 에너지를 소비했습니다. Hawkweed는 매우 작기 때문에 인공 교배에 매우 불편한 식물입니다. 시력이 나빠져야 했지만 시력은 점점 더 나빠졌습니다. 매풀의 교배로 인한 자손은 그가 믿었던 것처럼 모든 사람에게 옳다는 법을 따르지 않았습니다. 불과 몇 년 후, 생물학자들이 매부리의 다른 비성생식에 대한 사실을 확립한 후, 멘델의 주요 반대자인 Naegeli 교수의 반대는 의제에서 제거되었습니다. 그러나 아쉽게도 Mendel이나 Nägeli 자신은 더 이상 살아 있지 않았습니다. 매우 비 유적으로 소련의 가장 위대한 유전학자인 B.L. Astaurov: "멘델의 고전 작품의 운명은 비뚤어졌고 드라마와 동떨어진 것이 아닙니다. 비록 그가 유전의 매우 일반적인 법칙을 발견하고 명확하게 보여주고 대부분 이해했지만, 당시의 생물학은 그 근본적인 본성을 실현할 만큼 성숙하지 않았습니다. 멘델 자신은 놀라운 통찰력으로 완두콩에서 발견된 것의 보편적인 중요성을 예견하고 다른 식물(콩 XNUMX종, 레브코이 XNUMX종, 옥수수 및 밤의 아름다움)에 대한 적용 가능성에 대한 증거를 얻었습니다. 발견 된 패턴을 수많은 품종과 호크 종의 교배에 적용하는 것은 희망을 정당화하지 못하고 완전한 실패를 겪었습니다. 우리 세기에 매의 독특한 특성 유전 패턴은 규칙을 확인하는 예외라는 것이 분명해졌습니다. 이 식물은 수분과 수정없이 소위 "apogamy"를 통해 처녀 방식으로 번식하기 때문에 그에 의해 수행 된 hawkweed 품종의 교배가 실제로 발생하지 않았다는 것을 익히기 위해. 거의 완전한 시력 상실을 초래 한 힘들고 격렬한 실험의 실패, 멘델과 노년에 떨어진 고위 성직자의 부담스러운 의무로 인해 그는 자신이 좋아하는 연구를 중단했습니다. 죽음 후에 멘델에게 영광과 명예가 올 것입니다. 그는 1900 세대 잡종의 균일 성 법칙과 그가 파생시킨 자손의 성격 분할에 "적합"하지 않은 매의 비밀을 밝히지 않고 삶을 떠날 것입니다. 너무 일찍 위대한 탐험가는 자신의 발견을 과학계에 보고했습니다. 후자는 아직 준비되지 않았습니다. 멘델의 법칙을 재발견한 XNUMX년에야 세계는 연구원의 실험 논리의 아름다움과 그의 계산의 우아한 정확성에 놀랐습니다. 그리고 유전자는 계속해서 가상의 유전 단위 였지만 그 물질성에 대한 의심은 마침내 사라졌습니다. 생물학에서 멘델주의의 혁명적인 역할은 점점 더 분명해졌습니다. 우리 세기의 XNUMX년대 초반까지 유전학과 그 기초가 되는 멘델의 법칙은 현대 다윈주의의 인정받는 기초가 되었습니다. Mendelism은 재배 식물의 새로운 고수확 품종, 더 생산적인 가축 품종, 유용한 미생물 유형 개발의 이론적 기반이되었으며 의학 유전학 개발에도 자극을주었습니다. 유명한 물리학자 에르빈 슈뢰딩거 멘델의 법칙을 적용하는 것은 생물학에서 양자 원리를 도입하는 것과 같다고 믿었습니다. 저자: Samin D.K.
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