現(xiàn)代遺傳學(xué)發(fā)源地與孟德?tīng)柕墓适?/h1>
2021-05-30 10:48:04商周
科學(xué)大眾(中學(xué)) 2021年12期
商周
作為現(xiàn)代遺傳學(xué)的創(chuàng)始人，孟德?tīng)柦o后世留下了寶貴的科學(xué)財(cái)富。但他的學(xué)習(xí)和科研之路并非一帆風(fēng)順：他出生在貧困的農(nóng)民家庭，小時(shí)候干過(guò)不少農(nóng)活，因貧輟學(xué)的他沒(méi)有接受完整的大學(xué)教育，后來(lái)進(jìn)入修道院，用了近10年的時(shí)間才完成豌豆雜交實(shí)驗(yàn)。但直到他去世，這一發(fā)現(xiàn)都未得到世人的認(rèn)可。
孤獨(dú)而超越時(shí)代的天才
10多年前，我從奧地利維也納坐火車(chē)去捷克布拉格，中途停在一個(gè)叫布爾諾的車(chē)站。就在火車(chē)重新啟動(dòng)的瞬間，我想起這就是格雷戈?duì)枴っ系聽(tīng)柟ぷ髁艘惠呑拥某鞘校【驮谶@里的圣托馬斯修道院里，他耗時(shí)近10年，完成了遺傳學(xué)史上著名的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)代遺傳學(xué)由此誕生。
對(duì)于從事過(guò)遺傳學(xué)研究的我來(lái)說(shuō)，去拜訪孟德?tīng)柟ぷ鞯男薜涝菏且粋€(gè)近乎朝圣般的事情。2020年夏天，新冠肺炎疫情暫時(shí)緩和，我前往布拉格度假，終于如愿來(lái)到了布爾諾。捷克很小，不到8萬(wàn)平方千米的面積，只有1000萬(wàn)左右的人口。捷克的鐵路交通網(wǎng)絡(luò)完善，火車(chē)卻不快，從布拉格到布爾諾200千米，走了3小時(shí)。像大多數(shù)歐洲城市一樣，布爾諾的老城就在火車(chē)站附近，而孟德?tīng)柈?dāng)年工作的修道院離老城中心也只有不到2千米的路程。隨著圣托馬斯修道院越來(lái)越近，我的心跳居然加速了起來(lái)。
孟德?tīng)柖缮狭酥袑W(xué)課本，讓孟德?tīng)枏V為人知;耗時(shí)近10年完成一篇?jiǎng)潟r(shí)代的論文，體現(xiàn)出他的堅(jiān)韌和嚴(yán)謹(jǐn);工作的價(jià)值在他逝去多年后才被世人意識(shí)到，讓他超越了時(shí)代;年輕時(shí)進(jìn)入修道院，終身未婚，也為他的生平添加了一筆傳奇。
科學(xué)小城布爾諾
在孟德?tīng)柕哪甏?，布爾諾是奧匈帝國(guó)摩拉維亞地區(qū)的首府。19世紀(jì)中葉，布爾諾的羊毛工業(yè)在歐洲處于領(lǐng)先地位，這里也被稱為“摩拉維亞的曼徹斯特”。為了配合發(fā)達(dá)的羊毛業(yè)，布爾諾在動(dòng)植物育種領(lǐng)域有著大量的投入，并在歐洲處于領(lǐng)先地位。在19世紀(jì)初，布爾諾就已經(jīng)有了摩拉維亞農(nóng)業(yè)學(xué)會(huì)，其中包括多個(gè)分會(huì)，不僅有實(shí)用的動(dòng)物育種和果樹(shù)園藝，還有關(guān)注理論層面的科學(xué)分會(huì)。1855年，年輕的孟德?tīng)柍蔀檫@個(gè)農(nóng)業(yè)學(xué)會(huì)科學(xué)分會(huì)的會(huì)員。到了1861年，科學(xué)分會(huì)從農(nóng)業(yè)學(xué)會(huì)里分離出來(lái)，成為獨(dú)立的布爾諾自然科學(xué)研究協(xié)會(huì)。布爾諾自然科學(xué)研究協(xié)會(huì)定期舉辦講座。
1865年2月和3月，孟德?tīng)柗謨纱伟炎约航?0年的豌豆實(shí)驗(yàn)結(jié)果在這里宣讀，每次講座都有幾十位聽(tīng)眾。雖然當(dāng)時(shí)沒(méi)有人能完全理解孟德?tīng)柕难芯?，但他們的聆?tīng)并非毫無(wú)意義，因?yàn)檫@些聽(tīng)眾理解了這個(gè)講座的部分內(nèi)容（也就是從實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)的角度解釋雜交物種的后代為什么會(huì)有性狀回歸現(xiàn)象），還對(duì)此給出了很高的評(píng)價(jià)。
布爾諾自然科學(xué)研究協(xié)會(huì)擁有自己的學(xué)術(shù)會(huì)刊，孟德?tīng)枌?duì)于豌豆雜交研究的論文《植物雜交實(shí)驗(yàn)》就是在1866年發(fā)表在會(huì)刊上的，成為世界科學(xué)史上的經(jīng)典之作。在學(xué)術(shù)界之外，當(dāng)時(shí)的布爾諾至少有兩份報(bào)紙：每天出版的《新聞報(bào)》和《摩拉維亞通訊》。這兩份報(bào)紙也都會(huì)關(guān)心科學(xué)方面的內(nèi)容，比如報(bào)道過(guò)孟德?tīng)柕闹参镉N工作以及他關(guān)于豌豆實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)講座。
“豌豆圣地”圣托馬斯修道院
圣托馬斯修道院建于14世紀(jì)，當(dāng)時(shí)的目的是保護(hù)西多會(huì)的修女。400多年后，奧古斯丁修士接管了這座建筑。但在隨后不久的1793年，約瑟夫二世皇帝把修道院里的修士驅(qū)逐了出去，并將這座建筑用作他的住所和政府辦公室。后來(lái)因?yàn)閵W匈帝國(guó)的衰落，修士們?cè)?9世紀(jì)初又重新回到這里。1802年，根據(jù)奧匈帝國(guó)頒布的一項(xiàng)法令，圣托馬斯修道院開(kāi)始致力于高等學(xué)校的科學(xué)教學(xué)。與其他天主教團(tuán)體不同，圣托馬斯修道院的修士不僅要去當(dāng)教師傳授科學(xué)知識(shí)，還要在一線開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
一邊拿著神職人員的俸祿，一邊從事科學(xué)的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)，這對(duì)于那些貧家子弟來(lái)說(shuō)，是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。1843年，因貧輟學(xué)的孟德?tīng)柦?jīng)人介紹進(jìn)入了圣托馬斯修道院。從此，這位家境貧窮而又夢(mèng)想接受高等教育的年輕人在這里度過(guò)了他剩下的41年人生。剛?cè)胄薜涝旱拿系聽(tīng)枀⒓恿酥T多培訓(xùn)和考試，不僅要學(xué)習(xí)神學(xué)課程，以便獲得相應(yīng)的神職，還要學(xué)習(xí)多種科學(xué)（尤其是動(dòng)植物育種）科目，以便成為一個(gè)合格的教師和學(xué)者。這段學(xué)習(xí)經(jīng)歷，不僅增強(qiáng)了他對(duì)自然科學(xué)的興趣，也讓他具備了開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力。1847年，孟德?tīng)柋蝗蚊鼮樯窀?1849年，他成為當(dāng)?shù)匾凰袑W(xué)的代課教師;1850年，他試著參加布爾諾當(dāng)?shù)氐慕處熧Y格考試，但沒(méi)有成功;1851年，修道院推薦他去維也納大學(xué)進(jìn)修，為期兩年。
在維也納大學(xué)，孟德?tīng)枎煆奈锢韺W(xué)家克里斯蒂安·多普勒，這讓他了解了如何以“提出假設(shè)—驗(yàn)證假設(shè)”的方式來(lái)開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)，并把它應(yīng)用到后來(lái)的豌豆研究里。他也因此有機(jī)會(huì)向知名的數(shù)學(xué)家安德烈亞斯·馮·埃廷斯豪森學(xué)習(xí)，這使他具備了把數(shù)學(xué)分析的方法應(yīng)用到植物雜交實(shí)驗(yàn)中的能力。他還師從植物學(xué)家弗朗茨·昂格爾，這讓他學(xué)習(xí)了植物解剖學(xué)和植物生理學(xué)，了解了植物性狀的代際傳遞，還有顯微鏡在植物研究中的使用。
從維也納大學(xué)學(xué)成歸來(lái)后不久，孟德?tīng)柧驮谑ネ旭R斯修道院的小花園里開(kāi)始了那個(gè)著名的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)。他先花了兩年時(shí)間挑選適合研究的豌豆品種和相關(guān)性狀（包括植物高度、豆莢的形狀及顏色、種子的形狀及顏色、花的位置和顏色），然后再用了近8年的時(shí)間完成了這個(gè)偉大的實(shí)驗(yàn)。正是在這個(gè)長(zhǎng)達(dá)近10年的實(shí)驗(yàn)里，他發(fā)現(xiàn)了基因的分離定律和自由組合定律，構(gòu)建了遺傳學(xué)的基石。
如果說(shuō)有一個(gè)人是孟德?tīng)柕牟畼?lè)，那么這個(gè)人就是修道院的院長(zhǎng)西里爾·納普神父。西里爾·納普神父1824年就成為圣托馬斯修道院的院長(zhǎng)，在當(dāng)?shù)赜兄e足輕重的地位。他并不平易近人，甚至可以稱得上是傲慢，但在培養(yǎng)后輩上卻是個(gè)典范：是他的慧眼識(shí)才，讓孟德?tīng)栠M(jìn)入了修道院;是他的支持，讓孟德?tīng)柕玫搅讼到y(tǒng)的科學(xué)訓(xùn)練，還獲得了去維也納大學(xué)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì);是他的推薦，讓孟德?tīng)柍蔀楫?dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)學(xué)會(huì)的會(huì)員。雖然他自己感興趣的領(lǐng)域是實(shí)用的動(dòng)植物育種，但他大力支持孟德?tīng)栠M(jìn)行的基礎(chǔ)科學(xué)研究，不但給孟德?tīng)柕膶?shí)驗(yàn)提供了場(chǎng)所（修道院花園），還在那里修建了幫助他做研究的溫室。
1867年，西里爾·納普神父去世，接替修道院院長(zhǎng)職務(wù)的正是孟德?tīng)?。雖然西里爾·納普神父去世的時(shí)候，孟德?tīng)栮P(guān)于豌豆雜交的論文已經(jīng)發(fā)表，但因?yàn)閹缀鯖](méi)有人意識(shí)到這項(xiàng)工作的偉大之處，孟德?tīng)栕约荷岸紱](méi)有因此獲得任何榮譽(yù)，更不用說(shuō)作為幕后支持者的西里爾·納普神父。那項(xiàng)豌豆研究的工作在20世紀(jì)初才被予以證實(shí)，孟德?tīng)柦K于獲得了他該得到的榮譽(yù)，成為當(dāng)之無(wú)愧的“遺傳學(xué)之父”。而已經(jīng)逝去了幾十年的伯樂(lè)西里爾·納普神父，依然鮮有人提及。
不過(guò)，西里爾·納普神父應(yīng)該感到欣慰，他重點(diǎn)培養(yǎng)的孟德?tīng)栕龀隽藙潟r(shí)代的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，他主持的修道院也成為遺傳學(xué)的發(fā)源地，每年會(huì)迎來(lái)大量的“朝圣者”。如果把孟德?tīng)柕慕艹龉ぷ鞅扔鞒梢豢脜⑻齑髽?shù)，那孟德?tīng)柋救司褪悄穷w種子，而圣托馬斯修道院就是一片沃土。種子和土壤不期而遇，造就了一段科學(xué)史上的傳奇。如果世人要想從這段傳奇里學(xué)到什么，要做的不只是贊美種子的偉大，更要去關(guān)注沃土的形成。
稿件來(lái)源：“知識(shí)分子”微信公眾號(hào)
（責(zé)任編輯：吳宇）
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孟德?tīng)柖缮狭酥袑W(xué)課本，讓孟德?tīng)枏V為人知;耗時(shí)近10年完成一篇?jiǎng)潟r(shí)代的論文，體現(xiàn)出他的堅(jiān)韌和嚴(yán)謹(jǐn);工作的價(jià)值在他逝去多年后才被世人意識(shí)到，讓他超越了時(shí)代;年輕時(shí)進(jìn)入修道院，終身未婚，也為他的生平添加了一筆傳奇。
科學(xué)小城布爾諾
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1865年2月和3月，孟德?tīng)柗謨纱伟炎约航?0年的豌豆實(shí)驗(yàn)結(jié)果在這里宣讀，每次講座都有幾十位聽(tīng)眾。雖然當(dāng)時(shí)沒(méi)有人能完全理解孟德?tīng)柕难芯?，但他們的聆?tīng)并非毫無(wú)意義，因?yàn)檫@些聽(tīng)眾理解了這個(gè)講座的部分內(nèi)容（也就是從實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)的角度解釋雜交物種的后代為什么會(huì)有性狀回歸現(xiàn)象），還對(duì)此給出了很高的評(píng)價(jià)。
布爾諾自然科學(xué)研究協(xié)會(huì)擁有自己的學(xué)術(shù)會(huì)刊，孟德?tīng)枌?duì)于豌豆雜交研究的論文《植物雜交實(shí)驗(yàn)》就是在1866年發(fā)表在會(huì)刊上的，成為世界科學(xué)史上的經(jīng)典之作。在學(xué)術(shù)界之外，當(dāng)時(shí)的布爾諾至少有兩份報(bào)紙：每天出版的《新聞報(bào)》和《摩拉維亞通訊》。這兩份報(bào)紙也都會(huì)關(guān)心科學(xué)方面的內(nèi)容，比如報(bào)道過(guò)孟德?tīng)柕闹参镉N工作以及他關(guān)于豌豆實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)講座。
“豌豆圣地”圣托馬斯修道院
圣托馬斯修道院建于14世紀(jì)，當(dāng)時(shí)的目的是保護(hù)西多會(huì)的修女。400多年后，奧古斯丁修士接管了這座建筑。但在隨后不久的1793年，約瑟夫二世皇帝把修道院里的修士驅(qū)逐了出去，并將這座建筑用作他的住所和政府辦公室。后來(lái)因?yàn)閵W匈帝國(guó)的衰落，修士們?cè)?9世紀(jì)初又重新回到這里。1802年，根據(jù)奧匈帝國(guó)頒布的一項(xiàng)法令，圣托馬斯修道院開(kāi)始致力于高等學(xué)校的科學(xué)教學(xué)。與其他天主教團(tuán)體不同，圣托馬斯修道院的修士不僅要去當(dāng)教師傳授科學(xué)知識(shí)，還要在一線開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
一邊拿著神職人員的俸祿，一邊從事科學(xué)的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)，這對(duì)于那些貧家子弟來(lái)說(shuō)，是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。1843年，因貧輟學(xué)的孟德?tīng)柦?jīng)人介紹進(jìn)入了圣托馬斯修道院。從此，這位家境貧窮而又夢(mèng)想接受高等教育的年輕人在這里度過(guò)了他剩下的41年人生。剛?cè)胄薜涝旱拿系聽(tīng)枀⒓恿酥T多培訓(xùn)和考試，不僅要學(xué)習(xí)神學(xué)課程，以便獲得相應(yīng)的神職，還要學(xué)習(xí)多種科學(xué)（尤其是動(dòng)植物育種）科目，以便成為一個(gè)合格的教師和學(xué)者。這段學(xué)習(xí)經(jīng)歷，不僅增強(qiáng)了他對(duì)自然科學(xué)的興趣，也讓他具備了開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力。1847年，孟德?tīng)柋蝗蚊鼮樯窀?1849年，他成為當(dāng)?shù)匾凰袑W(xué)的代課教師;1850年，他試著參加布爾諾當(dāng)?shù)氐慕處熧Y格考試，但沒(méi)有成功;1851年，修道院推薦他去維也納大學(xué)進(jìn)修，為期兩年。
在維也納大學(xué)，孟德?tīng)枎煆奈锢韺W(xué)家克里斯蒂安·多普勒，這讓他了解了如何以“提出假設(shè)—驗(yàn)證假設(shè)”的方式來(lái)開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)，并把它應(yīng)用到后來(lái)的豌豆研究里。他也因此有機(jī)會(huì)向知名的數(shù)學(xué)家安德烈亞斯·馮·埃廷斯豪森學(xué)習(xí)，這使他具備了把數(shù)學(xué)分析的方法應(yīng)用到植物雜交實(shí)驗(yàn)中的能力。他還師從植物學(xué)家弗朗茨·昂格爾，這讓他學(xué)習(xí)了植物解剖學(xué)和植物生理學(xué)，了解了植物性狀的代際傳遞，還有顯微鏡在植物研究中的使用。
從維也納大學(xué)學(xué)成歸來(lái)后不久，孟德?tīng)柧驮谑ネ旭R斯修道院的小花園里開(kāi)始了那個(gè)著名的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)。他先花了兩年時(shí)間挑選適合研究的豌豆品種和相關(guān)性狀（包括植物高度、豆莢的形狀及顏色、種子的形狀及顏色、花的位置和顏色），然后再用了近8年的時(shí)間完成了這個(gè)偉大的實(shí)驗(yàn)。正是在這個(gè)長(zhǎng)達(dá)近10年的實(shí)驗(yàn)里，他發(fā)現(xiàn)了基因的分離定律和自由組合定律，構(gòu)建了遺傳學(xué)的基石。
如果說(shuō)有一個(gè)人是孟德?tīng)柕牟畼?lè)，那么這個(gè)人就是修道院的院長(zhǎng)西里爾·納普神父。西里爾·納普神父1824年就成為圣托馬斯修道院的院長(zhǎng)，在當(dāng)?shù)赜兄e足輕重的地位。他并不平易近人，甚至可以稱得上是傲慢，但在培養(yǎng)后輩上卻是個(gè)典范：是他的慧眼識(shí)才，讓孟德?tīng)栠M(jìn)入了修道院;是他的支持，讓孟德?tīng)柕玫搅讼到y(tǒng)的科學(xué)訓(xùn)練，還獲得了去維也納大學(xué)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì);是他的推薦，讓孟德?tīng)柍蔀楫?dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)學(xué)會(huì)的會(huì)員。雖然他自己感興趣的領(lǐng)域是實(shí)用的動(dòng)植物育種，但他大力支持孟德?tīng)栠M(jìn)行的基礎(chǔ)科學(xué)研究，不但給孟德?tīng)柕膶?shí)驗(yàn)提供了場(chǎng)所（修道院花園），還在那里修建了幫助他做研究的溫室。
1867年，西里爾·納普神父去世，接替修道院院長(zhǎng)職務(wù)的正是孟德?tīng)?。雖然西里爾·納普神父去世的時(shí)候，孟德?tīng)栮P(guān)于豌豆雜交的論文已經(jīng)發(fā)表，但因?yàn)閹缀鯖](méi)有人意識(shí)到這項(xiàng)工作的偉大之處，孟德?tīng)栕约荷岸紱](méi)有因此獲得任何榮譽(yù)，更不用說(shuō)作為幕后支持者的西里爾·納普神父。那項(xiàng)豌豆研究的工作在20世紀(jì)初才被予以證實(shí)，孟德?tīng)柦K于獲得了他該得到的榮譽(yù)，成為當(dāng)之無(wú)愧的“遺傳學(xué)之父”。而已經(jīng)逝去了幾十年的伯樂(lè)西里爾·納普神父，依然鮮有人提及。
不過(guò)，西里爾·納普神父應(yīng)該感到欣慰，他重點(diǎn)培養(yǎng)的孟德?tīng)栕龀隽藙潟r(shí)代的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，他主持的修道院也成為遺傳學(xué)的發(fā)源地，每年會(huì)迎來(lái)大量的“朝圣者”。如果把孟德?tīng)柕慕艹龉ぷ鞅扔鞒梢豢脜⑻齑髽?shù)，那孟德?tīng)柋救司褪悄穷w種子，而圣托馬斯修道院就是一片沃土。種子和土壤不期而遇，造就了一段科學(xué)史上的傳奇。如果世人要想從這段傳奇里學(xué)到什么，要做的不只是贊美種子的偉大，更要去關(guān)注沃土的形成。
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（責(zé)任編輯：吳宇）
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