Gregor Mendel - Vater der Genetik: Biografie, Experimente & Fakten

Inhalt

• Gregor Mendel Biografie: Die frühen Jahre
• Einschreibung am Philosophischen Institut
• Betreten des St. Thomas Klosters
• Frühes Leben im St. Thomas Kloster
• Studium an der Universität Wien
• Wo hat Gregor Mendel gearbeitet?
• Gregor Mendels erste Experimente
• Gregor Mendels Erbsenpflanzenversuche
• Ronald Fisher gegen Gregor Mendel: Fakten
• Erneuertes Interesse an Gregor Mendels Entdeckung
• Mendels Schreiben und Stipendium
• Gregor Mendels Gesetze
• Nicht-Mendelsche Genetik
• Gregor Mendels späteres Leben
• Gregor Mendel Zitate

Johann Mendel, später bekannt als Gregor Mendel, wurde am 22. Juli 1822 in Heinzendorf bei Odrau geboren, einem kleinen Dorf in einem Teil des österreichischen Reiches, das heute als Tschechische Republik oder in jüngerer Zeit als Tschechien bekannt ist.

Mendel gilt als Vater der modernen Genetik, doch seine Arbeit wurde bis nach seinem Tod im Jahr 1884 weitgehend ignoriert.

Er nahm den zusätzlichen Namen Gregor an, als er 1843 in ein Kloster eintrat, wo er die Mönchsgärten pflegte und seine bekannten Experimente mit Erbsenpflanzen durchführte.

Gregor Mendel Biografie: Die frühen Jahre

Johann Mendel wurde als Sohn der Bauern Anton und Rosine Mendel geboren. Er wuchs mit seinen Eltern und den beiden Schwestern Veronika und Theresia in einem deutschsprachigen ländlichen Raum auf. Johann besuchte eine Vorbereitungsschule namens Gymnasium, wo sein akademisches Versprechen vom örtlichen Priester anerkannt wurde. Im Alter von 11 Jahren wurde er auf eine Schule in Troppau geschickt.

Aufgrund seiner bescheidenen Verhältnisse konnte seine Familie den Jungen nicht mehr unterstützen, sobald er das Haus verlassen hatte. Mendel musste andere Schüler unterrichten, um sich selbst zu ernähren. Während seiner Ausbildung litt er an Depressionen und kehrte regelmäßig nach Hause zurück, um sich zu erholen. Schließlich schloss er das Studium ab.

Danach absolvierte Mendel ein zweijähriges Programm am Philosophischen Institut der Universität Olmütz, auch Olomouc genannt. Dieses Programm war vor Beginn des Studiums erforderlich.

Einschreibung am Philosophischen Institut

Mendel in Olmütz ging es trotz seiner Intelligenz und Lernfreude nicht so gut. In Anbetracht der Sprachbarriere, mit der er im vorwiegend tschechischsprachigen Raum konfrontiert war, hatte er größere finanzielle Schwierigkeiten.

Wieder einmal hatte er schwere Depressionen und musste nach Hause zurückkehren, um sich zu erholen.

Seine jüngere Schwester Theresia ermutigte ihren Bruder, seine Ausbildung zu beenden, und bot ihm sogar an, ihm bei den Schulkosten zu helfen. Theresia übergab Johann großzügig ihren Teil des von ihr geplanten Familiengutes mit einer Mitgift.

Jahre später bezahlte Mendel die Schulden, indem er ihr half, ihre drei Söhne zu erziehen. Zwei von ihnen wurden Ärzte.

Betreten des St. Thomas Klosters

Der junge Mendel wollte sich weiterbilden, konnte es sich aber nicht leisten. Ein Professor forderte ihn auf, sich der Abtei des Klosters St. Thomas in Brünn (Brno, Tschechische Republik) anzuschließen und seine Ausbildung fortzusetzen. Mendels neugieriger und analytischer Verstand zog ihn zum Studium der Mathematik und Naturwissenschaften. Er wählte St.Thomas wegen des Rufs des Ordens für fortschrittliches Denken, inspiriert durch das Zeitalter der Aufklärung.

Das Kloster stand unter dem Augustiner-Credo per scientiam ad sapientiam ("Vom Wissen zur Weisheit") und konzentrierte sich auf wissenschaftliche Lehre und Forschung. Als er 1843 als Novize in das Kloster eintrat, hieß er Gregor Johann Mendel.

Seine formelle Schulbildung und seine persönliche Erfahrung als Landwirt machten ihn zu einer Bereicherung für den landwirtschaftlichen Betrieb des Ordens.

Frühes Leben im St. Thomas Kloster

Die mährisch-katholische Kirche wurde sich zusammen mit Intellektuellen und Aristokraten der Bedeutung der Wissenschaft im 20. Jahrhundert bewusst. Gregor Mendel wurde aufgefordert, alle Arten von Wissenschaften einschließlich des Pflanzenbaus zu erlernen. Im krassen Gegensatz zum Rest seines Lebens genoss Mendel den Luxus des guten Essens.

Das Kloster war bekannt für seinen gastronomischen und kulinarischen Unterricht.

Gregor Mendel besuchte Kurse an der Theologischen Hochschule Brünn und wurde 1847 zum Priester geweiht. Im Rahmen seiner klösterlichen Pflichten arbeitete er als Hochschullehrer für Naturwissenschaften. Er legte jedoch 1850 keine neue Lehrerprüfung ab und die Prüfer empfahlen ihm, zwei Jahre lang das College zu besuchen, bevor er die Prüfung erneut ablegt.

Studium an der Universität Wien

Gregor Mendel studierte von 1851 bis 1853 an der Universität Wien unter der Anleitung der renommierten Mathematiker und Physiker Christian Doppler und Andreas von Ettinghausen. Mendel vertiefte sein Pflanzenverständnis in Zusammenarbeit mit dem Botaniker Franz Unger.

Mendels Dissertation untersuchte die Entstehung von Gesteinen, die zu dieser Zeit ein umstrittenes Thema war.

An der Universität Wien lernte Mendel fortgeschrittene Forschungstechniken und wissenschaftliche Methoden, die er später auf den systematischen Anbau von Erbsenpflanzen anwendete. Er wird der Vater der modernen Genetik genannt, weil er die grundlegenden Vererbungsgesetze identifizierte und deren statistische Wahrscheinlichkeiten berechnete, eine Fähigkeit, die er im UV-Bereich verfeinerte.

Mendel war einer der ersten Wissenschaftler, der die Mathematik in die Biologie einbezog.

Wo hat Gregor Mendel gearbeitet?

Gregor Mendel unterrichtete mehrere Jahre seiner Karriere Gymnasiasten an Schulen in und um Brünn, während er im Kloster St. Thomas wohnte. Der junge Mönch erhielt von seinen Vorgesetzten die Erlaubnis, in seiner Freizeit eine Längsschnittstudie zur Pflanzenhybridisierung durchzuführen. Mendel durfte Experimente in seinem eigenen Labor durchführen, das im Wesentlichen das Klostergewächshaus und das 5 Hektar große Gartengrundstück war.

Später wurde Mendel Abt des Klosters St. Thomas, in dem er für den Rest seiner Tage auf der Erde lebte und arbeitete.

Gregor Mendels erste Experimente

Mendels erstes genetisches Experiment begann mit Mäusen, und dann ging er zu Gartenerbsen über Pisum). Mendels Arbeit mit Mäusen kam zum Erliegen, als der Bischof erfuhr, dass Mendel in seinem kleinen Wohnviertel Mäuse in Käfigen aufzog. Wenn Mendel dazu gekommen wäre, reinrassige Schwarz-Weiß-Mäuse zu kreuzen, hätte er eine interessante Entdeckung in Bezug auf Kodominanz und unvollständige Dominanz gemacht.

Mendelsche Genetik - begründet auf der Beobachtung von Erbsenmerkmalen - hätte fälschlicherweise alle schwarzen Mäuse und nicht die grauen Mäuse in der ersten Generation vorhergesagt (F₁).

Mendel begann 1854 im Kloster mit der Planung von Programmen zur experimentellen Hybridisierung von Erbsen. Seine Arbeit wurde von Abt Cyril Knapp begrüßt, der sich mit der Untersuchung von Merkmalen befasste, die für den internationalen Handel relevant waren und die Finanzen des Klosters gefährdeten. Die Mönche zogen Schafe auf und waren besorgt darüber, dass australische Wollimporte ihre Gewinnspanne für Merinowolle beeinträchtigten.

Mendel entschied sich für die Untersuchung von Gartenerbsen anstelle von Schafen, da Erbsen leicht zu züchten sind und in vielen Sorten vorkommen und die Bestäubung kontrolliert werden kann.

Gregor Mendels Erbsenpflanzenversuche

Zwischen 1854 und 1856 kultivierte und testete Mendel 28.000 bis 29.000 Erbsenpflanzen. Bei der Analyse der Übertragung beobachtbarer Merkmale verwendete er statistische Wahrscheinlichkeitsmodelle. Seine umfassende Studie umfasste Tests von 34 Sorten von Gartenerbsen auf ihre Eigenschaftskonsistenz über mehrere Generationen.

Mendels Methode bestand darin, Sorten von reinrassigen (echten) Erbsenpflanzen zu kreuzen und die Samen zu pflanzen, um zu lernen, wie Merkmale in der ersten Generation vererbt werden (F₁). Mendel zeichnete Stängelhöhe, Blütenfarbe, Blütenposition auf dem Stängel, Samenform, Schalenform, Samenfarbe und Schalenfarbe auf. Er stellte fest, dass ererbte „Faktoren“ (die heute als Allele und Gene identifiziert werden) für bestimmte Merkmale entweder dominant oder rezessiv waren.

Wenn Samen von kreuzbefruchteten F₁ Pflanzen wuchsen, sie produzierten in der nächsten Generation ein Drei-zu-Eins-Verhältnis von dominanten zu rezessiven Merkmalen (F₂).

Mendels Ergebnisse entsprachen nicht den damaligen Vorstellungen, auch nicht denen des berühmten Evolutionsbiologen Charles Darwin. Wie die meisten Wissenschaftler des 19. Jahrhunderts mischten sich Darwins Gedankenmerkmale, wie eine rote Blume, die mit einer weißen Blume bestäubt wurde und rosa Blüten hervorbrachte. Obwohl Darwin ein Drei-zu-Eins-Verhältnis von dominanten und rezessiven Merkmalen bei Löwenmäulern feststellte, verstand er die Bedeutung nicht.

Ronald Fisher gegen Gregor Mendel: Fakten

Der Statistiker Ronald Fisher war der Meinung, dass Mendels Daten und statistische Berechnungen zu perfekt waren, um glaubwürdig zu sein. Andere Wissenschaftler sprangen ins Getümmel und behaupteten, dass Forschungsfehler zusammen mit Mendels bewusster oder unbewusster Voreingenommenheit die Ergebnisse verzerrten. Zum Beispiel beinhaltet die Beurteilung von Phänotypen, wie zum Beispiel, ob eine Erbse rund oder faltig ist, Subjektivität.

Die Verteidiger von Mendels Erbe wiederholten jedoch Experimente, führten eigene Berechnungen der statistischen Wahrscheinlichkeit durch und kamen zu dem Schluss, dass Mendels Ergebnisse gültig waren.

Erneuertes Interesse an Gregor Mendels Entdeckung

In den 1900er Jahren stieg Mendel posthum von der Dunkelheit zum Ruhm auf, als Carl Correns, Hugo de Vries und Erich Tschermak unabhängig veröffentlichte Forschungsergebnisse, die mit Mendels Ergebnissen übereinstimmen.

Inwieweit die Wissenschaftler mit Mendels früheren Hybridisierungsexperimenten vertraut waren, ist umstritten. Die Studien bestätigten Mendels Entdeckung dominanter und rezessiver Merkmale.

Mendels Schreiben und Stipendium

Mendel war nicht nur Priester, Lehrer, Gärtner und Forscher, sondern auch gelehrter Schriftsteller und Dozent. Er veröffentlichte Artikel über Ernteschäden durch Insekten.

Mendel hielt auch Vorträge über seine Arbeit bei zwei Treffen der Naturgeschichtlichen Gesellschaft von Brünn in Mähren im Jahr 1865. Er veröffentlichte seine Arbeit "Experimente zur Pflanzenhybridisierung" im Jahr 1866 in Verfahren der Naturhistorischen Gesellschaft Brünn.

Gregor Mendels Gesetze

Mendels Forschung in einem Gemüsegarten führte zu Mendels Vererbungstheorie und zwei Hauptergebnissen: Gesetz der Trennung und das Gesetz des unabhängigen Sortiments.

Laut Gesetz der TrennungEin Paar erblicher „Faktoren“ (Allele) für ein bestimmtes Merkmal wird getrennt, wenn sich haploide Eizellen und Samenzellen bilden. Ein befruchtetes Ei hat zwei Kopien von jedem Allel; eine Kopie von der Mutter und eine Kopie vom Vater geerbt.

Das Gesetz des unabhängigen Sortiments stellt fest, dass die Segregation eines Allelpaares im Allgemeinen unabhängig von den Wirkungen anderer Gene ist, mit Ausnahme verknüpfter Gene.

Mendels Einblicke in die Erbschaftsgesetze hatten zunächst nur geringe Auswirkungen und wurden in den nächsten 35 Jahren etwa dreimal zitiert. Mendel starb, bevor seine Beiträge zur Genetik verstanden wurden.

Die Entdeckung des Desoxyribonukleinsäure (DNA) -Moleküls am Kings College in London führte zu Fortschritten in den Bereichen Genetik, Medizin und Biotechnologie. Die Genetiker konnten endlich die vage verstandenen erblichen "Faktoren" identifizieren, auf die Mendel schließen ließ.

Nicht-Mendelsche Genetik

Die genetischen Prinzipien von Gregor Mendel gelten für Merkmale, die von einem dominanten oder rezessiven Gen kontrolliert werden. Bei Erbsenpflanzen wurde jedes der untersuchten Merkmale wie die Stängelhöhe durch ein Gen mit zwei potentiellen Allelen bestimmt.

Vererbte Allelpaare waren entweder dominant oder rezessiv, und es trat keine Vermischung auf. Beispielsweise führte die Kreuzung einer hohen Stängelpflanze mit einer kurzen Stängelpflanze nicht zu einem Pflanzenstängel von durchschnittlicher Höhe.

Die nicht-Mendelsche Genetik erklärt kompliziertere Vererbungsmuster. Mitbestimmung tritt auf, wenn beide Allele ihren Einfluss ausüben. Unvollständige Dominanz tritt auf, wenn das dominierende Merkmal leicht gedämpft ist, z. B. rosa statt rot. Viele Arten von Allelen können für ein bestimmtes Merkmal möglich sein.

Gregor Mendels späteres Leben

Mendel wurde 1868 zum Abt befördert und übernahm die Verwaltung des Klosters. Nach diesem Zeitpunkt konzentrierte er sich auf diese Aufgaben und setzte das Experimentieren nicht fort. Die erfassten Daten standen in einem Regal, und seine handschriftlichen Notizen wurden von seinem Vorgänger verbrannt.

Mendel starb am 6. Januar 1884 an der Bright-Krankheit, auch als Nephritis bekannt. Er wurde als katholischer Priester mit einer Leidenschaft für die Gartenarbeit in Erinnerung gerufen. Selbst diejenigen, die seinen Intellekt und seine wissenschaftliche Genauigkeit bewunderten, wussten nicht, dass ihr Freund und Kollege in ferner Zukunft legendär werden würden.

Gregor Mendel Zitate

Mendels Experimente waren durch seine Liebe zur Wissenschaft motiviert. Niemand außer Mendel ahnte, dass seine Arbeit wegweisend war. Trotz seiner depressiven Anfälle blieb Mendel optimistisch, dass seine Beiträge zur Wissenschaft eines Tages anerkannt werden würden. Er teilte oft solche Gedanken mit Freunden:

"Meine wissenschaftlichen Studien haben mich sehr gefreut. Ich bin überzeugt, dass es nicht mehr lange dauern wird, bis die ganze Welt die Ergebnisse meiner Arbeit anerkennt."

"Obwohl ich in meinem Leben einige dunkle Stunden erlebt habe, bin ich dankbar, dass die schönen Stunden die dunklen bei weitem überwogen haben."