Idei pre-mendeliene
Știm că omul a început să crească animale domestice din timpuri străvechi, probabil înainte de inventarea agriculturii. Nu știm când a fost apreciată pentru prima dată ereditatea ca o problemă științifică. Grecii, și în mod evident Aristotel, au studiat ființele vii și au propus idei despre reproducere și ereditate.
Imre Festetics, care a publicat lucrări în limba germană în prima parte a secolului al XIX-lea, a fost complet uitat până de curând. El a descris mai multe reguli ale moștenirii genetice în lucrarea sa Die genetische Gesätze der Natur, 1819 (Legea genetică a naturii). Cea de-a doua lege a sa este aceeași cu cea a lui Mendel. În cea de-a treia lege a sa, a dezvoltat principiile de bază ale mutației. Niciuna dintre istoriile geneticii publicate în secolul al XX-lea nu îl menționează.
Probabil că cea mai mediatizată idee dinaintea lui Mendel a fost cea a lui Charles Darwin, a cărui idee de pangeneză avea două părți. Prima, potrivit căreia unitățile ereditare persistente se transmiteau de la o generație la alta, era destul de corectă. A doua a fost ideea sa conform căreia acestea erau refăcute prin "gemulețe" din țesuturile somatice (ale corpului). Acest lucru era complet greșit și nu joacă niciun rol în știința de astăzi. Darwin a avut dreptate în privința unui lucru: orice se întâmplă în evoluție trebuie să se întâmple prin intermediul eredității și, prin urmare, o știință exactă a geneticii este fundamentală pentru teoria evoluției. Această "împerechere" între genetică și evoluție a avut nevoie de mulți ani pentru a fi organizată. Ea a dus la sinteza evoluționistă modernă.
Genetica mendeliană
Regulile de bază ale geneticii au fost descoperite de Imre Festetics, un proprietar de terenuri (1764-1847), și de un călugăr pe nume Gregor Mendel în jurul anului 1865. De mii de ani, oamenii observaseră cum unele trăsături ale părinților sunt transmise copiilor. Cu toate acestea, munca lui Mendel a fost diferită, deoarece și-a conceput experimentele cu mare atenție.
În experimentele sale, Mendel a studiat modul în care se transmit trăsăturile la plantele de mazăre. El a început încrucișările sale cu plante care se reproduceau corect și a numărat caracterele care erau de natură "fie/nu" (fie înalte, fie scunde). A încrucișat un număr mare de plante și și-a exprimat rezultatele sub formă numerică. A folosit încrucișări test pentru a descoperi prezența și proporția caracterelor recesive.
Mendel a explicat rezultatele experimentului său folosind două legi științifice:
- 1. Factorii, numiți mai târziu gene, apar în mod normal în perechi în celulele obișnuite ale corpului, dar se separă în timpul formării celulelor sexuale. Acești factori determină trăsăturile organismului și sunt moșteniți de la părinți. Atunci când gameții sunt produși prin meioză, cei doi factori se separă. Un gamete primește doar unul sau altul. Acest lucru Mendel l-a numit Legea segregării.
- 2. Alelele unor gene diferite se separă independent una de cealaltă atunci când se formează gameții. Aceasta se numește legea sortimentului independent. Așadar, Mendel credea că diferitele trăsături se moștenesc independent una de alta. Acum știm că acest lucru este adevărat doar dacă genele nu se află pe același cromozom, caz în care nu sunt legate între ele.
Legile lui Mendel au ajutat la explicarea rezultatelor pe care le-a observat la plantele sale de mazăre. Mai târziu, geneticienii au descoperit că legile sale erau valabile și pentru alte ființe vii, chiar și pentru oameni. Descoperirile lui Mendel din munca sa asupra plantelor de mazăre de grădină au contribuit la stabilirea domeniului geneticii. Contribuțiile sale nu s-au limitat la regulile de bază pe care le-a descoperit. Grija cu care Mendel a controlat condițiile de experimentare și atenția acordată rezultatelor sale numerice au stabilit un standard pentru experimentele viitoare. De-a lungul anilor, oamenii de știință au modificat și îmbunătățit ideile lui Mendel. Cu toate acestea, știința geneticii nu ar fi fost posibilă astăzi fără munca timpurie a lui Gregor Mendel.
Între Mendel și genetica modernă
Între lucrările lui Mendel și 1900 au fost puse bazele citologiei, studiul celulelor. Faptele descoperite despre nucleu și diviziunea celulară au fost esențiale pentru ca activitatea lui Mendel să fie înțeleasă corect.
1832: Barthélémy Dumortier, primul care a observat diviziunea celulară într-un organism pluricelular.
1841, 1852: Robert Remak (1815-1865), un fiziolog evreu germano-polonez, a fost primul care a pus bazele biologiei celulare: celulele provin numai din alte celule. Acest lucru a fost popularizat mai târziu de medicul german Rudolf Virchow (1821-1902), care a folosit celebra expresie omnis cellula e cellula, ceea ce înseamnă: toate celulele provin din alte celule.
1865: A fost publicată lucrarea lui Gregor Mendel, Experimente privind hibridizarea plantelor.
1876: Biologul german Oscar Hertwig (1849-1922) a descoperit și descris pentru prima dată meidoza în ouăle de arici de mare.
1878-1888: Walther Flemming și Eduard Strasburger descriu comportamentul cromozomilor în timpul mitozei.
1883: Meioza a fost descrisă la nivelul cromozomilor, de către zoologul belgian Edouard van Beneden (1846-1910), în ouăle de Ascaris (vierme rotund).
1883: Zoologul german Wilhelm Roux (1850-1924) a realizat semnificația structurii liniare a cromozomilor. Împărțirea lor în două jumătăți longitudinale egale însemna că fiecare celulă fiică primea același complement cromozomial. Prin urmare, cromozomii erau purtătorii eredității.
1889: Botanistul olandez Hugo de Vries sugerează că "moștenirea trăsăturilor specifice în organisme vine în particule", numind astfel de particule (pan)gene.
1890: Importanța meiozei pentru reproducere și moștenire a fost descrisă în 1890 de biologul german August Weismann (1834-1914). Acesta a observat că sunt necesare două diviziuni celulare pentru a transforma o celulă diploidă în patru celule haploide, în cazul în care se dorește menținerea numărului de cromozomi.
1902-1904: Theodor Boveri (1862-1915), un biolog german, într-o serie de lucrări, a atras atenția asupra corespondenței dintre comportamentul cromozomilor și rezultatele obținute de Mendel. El a afirmat că cromozomii sunt "entități independente care își păstrează independența chiar și în nucleul în repaus... Ceea ce iese din nucleu este ceea ce intră în el".
1903: Walter Sutton a sugerat că cromozomii, care se segregă în mod mendelian, sunt unități ereditare. Edmund B. Wilson (1856-1939), profesorul lui Sutton, a fost autorul unuia dintre cele mai cunoscute manuale de biologie. Wilson a numit această idee ipoteza Sutton-Boveri.
În acest moment, descoperirile din domeniul citologiei au fuzionat cu ideile redescoperite ale lui Mendel pentru a crea o fuziune numită citogenetică (cito = celulă; genetică = ereditate), care a continuat până în zilele noastre.
Redescoperirea operei lui Mendel
În anii 1890, mai mulți biologi au început să facă experimente de reproducere și, în curând, rezultatele lui Mendel au fost reproduse, chiar înainte ca lucrările sale să fie citite. Carl Correns și Hugo de Vries au fost principalii redescoperitori ai scrierilor și legilor lui Mendel. Ambii au recunoscut prioritatea lui Mendel, deși este probabil ca de Vries să nu fi înțeles propriile rezultate decât după ce l-a citit pe Mendel. Deși Erich von Tschermak a fost creditat inițial și el cu redescoperirea, acest lucru nu mai este acceptat, deoarece nu a înțeles legile lui Mendel. Deși de Vries și-a pierdut ulterior interesul pentru mendelism, alți biologi au transformat genetica într-o știință.
Rezultatele lui Mendel au fost reproduse, iar legătura genetică a fost în curând stabilită. William Bateson a făcut probabil cel mai mult în primele zile pentru a face cunoscută teoria lui Mendel. Cuvântul "genetică", precum și alte terminologii, își au originea în Bateson.
Rezultatele experimentale ale lui Mendel au făcut ulterior obiectul unor dezbateri. Fisher a analizat rezultatele raportului F2 (a doua filiație) și a constatat că acestea erau neplauzibil de apropiate de raportul exact de 3 la 1. Uneori se sugerează că Mendel și-ar fi cenzurat rezultatele și că cele șapte trăsături ale sale apar fiecare pe o pereche de cromozomi separată, un lucru extrem de improbabil dacă ar fi fost alese la întâmplare. De fapt, genele pe care Mendel le-a studiat apar în doar patru grupuri de legătură și doar o singură pereche de gene (din 21 posibile) este suficient de apropiată pentru a arăta o abatere de la sortimentul independent; aceasta nu este o pereche pe care Mendel a studiat-o.
