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遺傳學之父──孟德爾誕辰│科學史上的今天:7/20

直到十九世紀末,關於生物的特徵如何由上一代遺傳給下一代,仍是個謎。當時有一種古希臘「泛生論」(pangenesis)的修正版,認為所有身體器官都會產生「微芽」,這些攜帶著遺傳物質的微粒會像鮭魚洄游般,經由循環系統游到性器官,集中於精子或卵子中;再透過有性生殖將父母的性狀(包括後天產生的,例如鍛鍊增強的肌肉)遺傳給下一代。

如今我們會認為這個理論荒誕可笑,不過你可能會更訝異竟然是達爾文所提出的。事實上,正因為他於 1859 年出版《物種源始》後,卻未能說明遺傳機制,使得物競天擇的演化論缺乏一個合理的基礎,因此才不得不用泛生論來捍衛自己的演化論。如果他生前能注意到奧地利修士孟德爾(Gregor Mendel, 1822-1884)於 1866 年發表的論文《植物雜交實驗》,就不用抱憾而終,遺傳學也就能更早有所進展了。

孟德爾出生於現今捷克境內的農村,因為家境不好,還得靠妹妹用嫁妝資助才勉強念了三年地區學院(後來他幫忙妹妹的三個小孩完成學業,其中兩人成為醫生),之後進入一處修道院當見習僧,得以免費跟院內許多鑽研科學的修士學習。

嘗試了一年神職後,孟德爾深覺自己並不適合,因此請求調至中學當代課老師,因口碑甚佳,學校請他參加資格考試已成為正式教員,卻栽在生物學與地質學上,沒有考過。但教會還是因為他的優異表現而派他到維也納大學進修,他在物理學上學到的實驗方法以及數學中的統計學成為他後來研究遺傳學的重要根基。

1853年,他回到修道院,在一週六天的教書時間之外,仍抽空做科學研究。第二年他闢了一塊園地種植豌豆,花了兩年時間才確認用豌豆的七種特徵來追蹤比較,包括種子的形狀與顏色、豆莢的形狀與顏色、花的顏色與位置以及莖的長短。自 1856 年開始,孟德爾花了八年時間不斷以人工方式讓豌豆雜交產生子代,觀察記錄了約二萬九千株豌豆的性狀與數量,終於在 1865 年發表實驗結論:

每一種性狀都是由一對因子(就是現在所稱的基因)所決定,這對基因分別來自上一代的一對基因之一,至於來自哪一個以及如何配對都是隨機的;基因有顯性與隱性兩種,只有兩個都是隱性的基因配對在一起時,才會顯現隱性基因的性狀,否則都是表現顯性基因的性狀。

孟德爾解開了遺傳之謎,但是他的論文發表之後卻未得到任何迴響,或許是因為他不在圈內(不管是就修士身分或是地理位置而言);或許是缺乏後續的系列研究(他於 1868 年接任修道院院長後,就被行政事務纏身);又或許是其中概念超乎當代人的理解,總之,長達三十四年的時間無人聞問,直到 1900 年,三位做遺傳研究的科學家因為對實驗結果感到困惑,才不約而同地從孟德爾的論文找到答案。

孟德爾的研究因而被重新發現,令科學界如獲至寶,現代遺傳學也才自此正式展開;生前沒沒無聞的孟德爾終於獲得認可,被尊稱為「遺傳學之父」。

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

 

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關於作者

張瑞棋

1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。自小喜愛科學新知,浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,更成為重度閱讀者。當了中年大叔才成為泛科學專欄作者,著有《科學史上的今天》一書,如今又因翻譯《解事者》,而多了個譯者的身分。

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