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第4章 发现神奇比例——孟德尔(1)

在欧洲的许多建筑里,为了纪念有特殊贡献的人,常用这些人的名字命名:如法兰克福的歌德广场,萨尔斯堡的莫扎特广场等。同样,在原捷克斯洛伐克的中部摩拉维亚首府布尔诺有一个孟德尔广场。这个广场既是遗传学的发祥地,也是现代生物科学的发祥地。孟德尔就是众所周知的遗传学创始人。

他正是因为发现了遗传中的神奇比例而成为流传千古的著名科学家。

1822年7月22日,伴随着一阵婴儿的啼哭声,又一个男孩降生在欣溪澈村一个普通的农户家中,怀着无比高兴的心情,父母为他起名叫孟德尔。

孟德尔小的时候就聪明可爱,特别好动。他不愿总是呆在家中,经常让父母带他到农田中。趁父母在田中干活,他自己认真数着一棵棵小麦的叶子数,或是在田埂上采摘着不同的小野花,闻闻它们的不同香味,然后兴高采烈地向父母汇报一番,在得到表扬后就高兴地眨眨眼睛开心地仰起笑脸。

欣溪澈村有一所与众不同的小学校,除上课识字外,教师还要在农田里教学生果树栽培和饲养蜜蜂,到了上学年龄的孟德尔就在这所学校就读。初尝读书乐趣的孟德尔对课本特别钟爱,不仅学到了许多书本知识,而且因在同龄人中出类拔萃深受老师的喜爱。在老师的指导下他学到了不少动植物方面的知识。渴求知识的孟德尔,转眼已到了结业的时候了,可双亲还没有告诉送他到高一级学校读书的事,孟德尔心中着急,常常晚上睡不好觉。有一天晚上,刚刚想睡觉的孟德尔被父母亲的讲话声所惊醒。

母亲罗辛娜对父亲安托说:“眼看小孟德尔就已经八岁了,我们应该考虑让他更换学校了。”

“应该是应该,可是……”父亲安托忧虑地说。

“可如果不让小孟德尔继续上学,那只能让他和我们一样当一辈子农民,受一辈子穷;而且他自己是那么渴望继续上学,看到如今他那失去笑容的小脸,我心中很难过。”母亲辛酸地对父亲说,声音有些哽咽。

“那让我再考虑考虑,你应该休息了。”父亲一边安慰母亲,也一边思考着。他想到了家里的实际经济情况和小孟德尔艰辛求学的身影,考虑到自己耕田的后继者,他没有轻易同意这种想法。

后来,观察到少年孟德尔非凡才能的班主任老师马基塔三番两次地劝说孟德尔的父亲,建议务必让孟德尔到高一级的学校去学习,父亲安托为了让儿子脱离开艰苦的农民生活,为了孟德尔的将来,终于下决心让孟德尔继续上学。

在1833年,11岁的孟德尔终于如愿以偿地进入了皮亚里斯特尔学校的三年级学习;一年后孟德尔以班级最高的成绩和“优秀”、“超群”等评语转入特罗保的高等中学去求学。

离开父母的孟德尔,小小年纪就已经开始尝试独立生活的滋味。他在离学校不远的地方租了一间最便宜房间,每天认真地学习数学、拉丁语、地理、历史、希腊语、宗教等各门课程,而且经常晚上借着微弱的烛光如饥似渴地读着从学校图书馆借来的自然科学书籍。因家境贫穷,孟德尔总是把生活费省了又省,吃着父亲隔几天从村子里送来的面包和少量奶油。有一次早上正在上数学课,同学们都在认真听讲,两天才吃了一个面包的孟德尔,对平时一听就懂的数学怎么也难以集中精力,只觉得老师的身影在讲台上摇啊摇,忽然眼前金星乱晃,身子往旁边一歪就倒在了地上。老师和同学赶紧把他送到医院,经检查才知道是饥饿所至。就是在这样艰苦的条件之下,孟德尔抱着对知识的渴望,对学习从来没有懈怠过,终于以优异的成绩完成了六年的中学学习。

中学毕业后的孟德尔被推荐到阿罗本茨大学的哲学院去学习哲学、物理学、博物学等。阿罗本茨的生活使孟德尔更体会到了人生的艰难。他必须自己筹措学费,于是他找到了一个家庭教师的工作,但是过度劳累、饥饿和营养不足,使他终于病倒了,这时他不得不辍学一个学期,返回故乡的小村庄去休养。到了秋天才又回到阿罗本茨去上学。

大学毕业后,孟德尔经导师推荐到布尔诺修道院成了一名从事自然科学的修道士,在院长纳普的帮助下,孟德尔又先后到布尔诺哲学院去进修了农学课程,去维也纳大学留学学习了动物分类学、植物形态学、植物分类学、高等数学、化学、物理学等课程;这使他意识到植物学对阐明遗传法则有着极其重要的作用,学到了物理学严密的思维方式,掌握了当时一些先进科研方法。正是这些为他发现神奇的比例奠定了坚实的基础。

为什么“种瓜得瓜、种豆得豆”?为什么“一母生九子,九子又各不同”?为什么每种植物都有区别于别种植物的独特特征,它们是否由某种法则决定着,那个法则又是什么呢?从维也纳大学留学归来的孟德尔时常被这些问题困扰着。

孟德尔有一个习惯,每天晚饭后就穿着神父的便服,在自己心爱的小植物园里一边散步,一边思考问题,每当这时,这个小小的植物园便把孟德尔带入了对往事的回忆中。

早在1840年,致力于生物学研究和发展农业的纳普院长在同年召开的全德农业学会上当选为主席,面对着来自全欧洲300多名学者,纳普说:“形成杂种并改良品种的方法需要很长的年月,这是因为不了解生物的遗传法则,所以我们无论如何有必要阐明遗传的法则。”于是他在修道院后面建成了这个小植物园,并指定植物学家克拉谢尔修道士主持这项研究工作。后来孟德尔一到修道院就参与了这项研究,并不断地接受克拉谢尔的启蒙,认真地学习实验所需的植物专门知识。克拉谢尔广博的知识,不仅在生物学,还在岩石矿物、力学、社会学、哲学等方面的知识也给了孟德尔很大的影响。但刚刚与孟德尔相处一年的克拉谢尔因投身于民族独立的爱国运动而不得不终止这项研究,并建议纳普院长让孟德尔接管这个小园子,继续从事研究。临别之时,克拉谢尔勉励他,“你一定会成功!”这句话时时回响在孟德尔的耳边,成为他不断奋斗的动力,也鞭策着他向前人未知的领域迈进。

结束散步的孟德尔,收起对往事的回忆,回到自己房间的书桌旁,苦苦思考着实验的准备工作。因为在开始进行自然研究之际,仅糊里糊涂地做实验是毫无意义的。首先必须考虑好要解决什么问题,用什么做材料,采用什么样的方法进行实验以及如何处理其结果等。这些事都要事先计划好并根据这种方案来开展研究。现在,自己准备选择豌豆作实验材料对不对呢?两年多来的往事历历在目。

两年前,年轻的孟德尔刚从维也纳大学归来,精力旺盛,来不及休整就投入到自己的研究工作中。关于实验材料,他考虑了豌豆、菜豆、玉米、紫茉莉、水杨梅、山柳菊、毛蕊花、金鱼草、楼斗菜、鼠类、蜜蜂等几十种,但还是举棋不定。通过查阅有关资料,翁格尔的著作给了他极大的启示。翁格尔确信植物的任何一种特性都保存在细胞之中,并通过以豌豆为代表的七百种植物进行了一万次的交配实验,获得了258个杂交品种,也得到了和父本、母本完全不同的杂交品种。

这样,孟德尔决定和助手一起选取豌豆为材料。助手不解地问孟德尔:“您为什么要选择豌豆?”

“实验植物必须至少具备三个条件:第一,具有不同的稳定特征,而豌豆的叶子形状有圆形和皱形,子叶颜色有黄色和绿色,花的颜色有红色和白色,这一条符合了。”孟德尔停顿了一下,加重语气解释:“第二,在实验材料的杂交种开花时,要考虑到别的植物花粉不能与之交配或采用人工的方法有效防止交配,这一点特别重要,而豌豆的雌蕊被其花瓣所包围,即使传粉时节不套袋遮蔽,别的植物的花粉也难以从外面进入;第三,杂种及其子代在庄稼成熟方面没有显著的障碍,这种情况豆科植物因花的结构特殊可以避免。与其他植物相比,豌豆有明显的优势。”

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