189 χρόνια από τη γέννηση του Γκρέγκορ Μέντελ

20/07/2011

H Google αφιερώνει το σημερινό της logo στον σπουδαίο επιστήμονα και “πατέρα της Γενετικής”.

Ο Γκρέγκορ Γιόχαν Μέντελ ήταν ένας Αυστριακός μοναχός, γνωστός για τις μελέτες που πραγματοποίησε σχετικά με τους μηχανισμούς της κληρονομικότητας χαρακτηριστικών στα φυτά. Συχνά αναφέρεται και ως ο “πατέρας της Γενετικής”, λόγω της σημασίας που είχαν οι νόμοι της Μεντελικής κληρονομικότητας και για τη μελέτη της κληρονομικότητας στα υπόλοιπα είδη, συμπεριλαμβανομένου και του ανθρώπου. Η αναγνώριση του επιστημονικού έργου του Μέντελ πραγματοποιήθηκε στις αρχές του 20ου αιώνα, δύο δεκαετίες μετά το θάνατό του.
Γεννήθηκε στην πόλη Χάιντσεντορφ της τότε Αυστροουγγρικής Αυτοκρατορίας. Το ενδιαφέρον του για τις Φυσικές Επιστήμες αναπτύχθηκε αρκετά νωρίς. Κατά τη διάρκεια της παιδικής του ηλικίας ο Μέντελ δούλεψε ως κηπουρός, ενώ σπούδασε για 2 χρόνια στο Φιλοσοφικό Ινστιτούτο του Όλομουτς. Το 1843 μόνασε στη μονή του τάγματος των Αυγουστινιανών στο Μπρυν (σημερινό Μπρνο). Ο Μέντελ γεννήθηκε με το όνομα Γιόχαν, το όνομα ‘Γκρέγκορ’ το απέκτησε με την είσοδό του στη μοναστική ζωή. Χειροτονήθηκε ιερέας το 1847, ενώ το 1850 έδωσε εξετάσεις για τακτικός δάσκαλος, χωρίς όμως επιτυχία. Ένα χρόνο αργότερα στάλθηκε από τη μονή του στο Πανεπιστήμιο της Βιέννης για σπουδές φυσικής, χημείας, μαθηματικών, ζωολογία και βοτανικής. Το 1854 επέστρεψε στο Μπρυν και δίδαξε Φυσικές επιστήμες στο Γυμνάσιο της πόλης. Στον κήπο της μονής του Μπρυν, ανάμεσα στα έτη 1856 και 1863, ο Μέντελ καλλιέργησε και μελέτησε περίπου 28.000 μπιζελιές. Τα πειράματα του οδήγησαν στη διατύπωση δύο νόμων σχετικά με τη κληρονομική διάδοση χαρακτηριστικών από γενιά σε γενιά φυτών. Αργότερα οι νόμοι αυτοί έγιναν γνωστοί ως ‘νόμοι της Μεντελικής κληρονομικότητας’ και αποτέλεσαν γενεσιουργό παράγοντα για την επιστήμη της Γενετικής.
Η έλξη του Μέντελ προς τη βοτανική έρευνα βασιζόταν στην αγάπη του για τη φύση. Οι σημειώσεις του Μέντελ στο περιθώριο (πολύ πρόσφατων τότε) έργων του Κάρολου Δαρβίνου επιβεβαιώνουν την υπόθεση ότι παρακολουθούσε από κοντά τις εξελίξεις στον τομέα της βοτανικής, αγοράζοντας και μελετώντας πρόσφατα εκδοθέντα βιβλία. Σημειώνεται βέβαια πως δεν ενδιαφερόταν μόνο για τα φυτά, αλλά και για τομείς όπως η μετεωρολογία και οι θεωρίες της εξέλιξης.
Ο Μέντελ συχνά αναρωτιόταν για τον τρόπο που τα φυτά αποκτούσαν μη τυπικά χαρακτηριστικά. Κατά τη διάρκεια μιας βόλτας του στον κήπο του μοναστηριού, εντόπισε μια μη τυπική ποικιλία του φυτού ornamental. Το μεταφύτευσε δίπλα σε μια τυπική ποικιλία του φυτού και επιδίωξε να παρατηρήσει αν στην επόμενη γενιά θα υπήρχε κάποια αλλαγή των χαρακτηριστικών της. Διαπίστωσε ότι τα φυτά-απόγονοι διατηρούσαν τα βασικά χαρακτηριστικά των προγόνων τους, με άλλα λόγια δεν επηρεάζονταν από το περιβάλλον. Αυτό το απλό ‘πείραμα’ αποτέλεσε γενεσιουργό αιτία για την ιδέα της κληρονομικότητας.
Το 1865, ο Μέντελ ανακοίνωσε σε δύο συναντήσεις της Φυσιογνωστικής Εταιρίας του Μπρυν τα αποτελέσματά του, τα οποία την ίδια χρονιά δημοσιεύτηκαν σε ένα άρθρο με τον τίτλο Πειράματα στον Υβριδισμό Φυτών (“Experiments on Plant Hybridization”). Ο Μέντελ έστειλε τα αποτελέσματά του στον Ελβετό Καρλ Βίλχελμ φον Νάγκελι, σημαντικό βοτανικό της εποχής, ο οποίος όμως δεν τα θεώρησε σημαντικά. Το 1869 ακολούθησε και δεύτερη δημοσίευσή τους, όμως παρά τις προσπάθειές του, η σημασία της έρευνας του Μέντελ αγνοήθηκε (προσωρινά) από την επιστημονική κοινότητα.
Η εξέλιξη αυτή σίγουρα επηρέασε τον Αυστριακό μοναχό, καθώς αποφάσισε να εγκαταλείψει για πάντα τα πειράματά του (η αλήθεια είναι πως ίσως ούτε ο ίδιος είχε αντιληφθεί τη σημασία των αποτελεσμάτων του, καθώς θεωρούσε πως η εφαρμογή τους περιοριζόταν σε περιορισμένο αριθμό ειδών). Έκτοτε ασχολήθηκε με τη διοίκηση του μοναστηριού του Μπρυν μέχρι το θάνατό του, στις 6 Ιανουαρίου του 1884, από χρόνια νεφρίτιδα.
Δεν ήταν παρά στις αρχές του 20ου αιώνα που αναγνωρίσθηκε η σπουδαιότητα των ιδεών του Μέντελ. Το 1900, το έργο του ανακαλύφθηκε εκ νέου από τους Ούγκο Ντε Βρις (Hugo de Vries), Καρλ Κόρενς (Carl Correns), και Έριχ φον Τσέρμακ (Erich von Tschermak). Τα αποτελέσματά του σύντομα αντιγράφηκαν πιστά και βρέθηκε η γενετική σύνδεση. Οι βιολόγοι εστίασαν στη θεωρία, επειδή, αν και δεν μπορούσε να εφαρμοσθεί ακόμα σε πολλά φαινόμενα, προσπαθούσε να επιτύχει την κατανόηση σε γονοτυπικό επίπεδο της κληρονομικότητας, στοιχείο που πίστευαν ότι έλλειπε από παλαιότερες μελέτες, οι οποίες επικεντρώνονταν σε φαινοτυπικές προσεγγίσεις. Η πιο σημαντική από αυτές τις μεταγενέστερες προσεγγίσεις ήταν η βιομετρική σχολή, του Καρλ Πίρσον (Karl Pearson) και του W.F.R. Weldon, η οποία βασίσθηκε σε πολύ μεγάλο βαθμό σε στατιστικές μελέτες φαινοτυπικών βιολογικών παραλαγών. Η πιο ισχυρή αντίθεση σε αυτή την σχολή προήλθε από τον Γουίλλιαμ Μπέιτσον (Willian Bateson), ο οποίος μάλλον ήταν αυτός που δημοσιοποιούσε περισότερο από όλους σε εκείνη την πρώιμη εποχή, τα οφέλη της θεωρίας του Μέντελ (η λέξη “γενετική” και μεγάλο μέρος της ορολογίας του κλάδου ξεκίνησε από τον Μπέιτσον). Αυτή η διαμάχη μεταξή των βιομετρητών και των Μεντελιανών ήταν εξαιρετικά ισχυρή τις πρώτες δύο δεκαετίες του 20ου αιώνα με τους βιομετρητές να διεκδικούν την στατιστική και μαθηματική αυστηρότητα και οι Μεντελιανοί να διεκδικούν την καλύτερη κατανόηση της βιολογίας. Στο τέλος και οι δύο προσεγγίσεις συντέθηκαν στην σύγχρονη σύνθεση της εξελικτικής βιολογίας, κυρίως μέσα από το έργο που διεξήγαγε ο Ρόναλντ Φίσερ (Ronald Fisher) το 1918.
Τα πειραματικά του αποτελέσματα έγιναν αργότερα το αντικείμενο σημαντικών διαφωνιών. Ο γνωστός στατιστικός Ronald Fisher ανέλυσε τα αποτελέσματα της αναλογίας του F1 (first filial) και βρήκε ότι ήταν κοντά στην ακριβή αναλογία 3 προς 1, γεγονός που προκαλεί δυσπιστία. Μόνο λίγοι θα κατηγορούσαν τον Μέντελ για επιστημονική παρανομία ή θα τα αποκαλούσαν επιστημονική απάτη -επανάληψη των πειραμάτων του κατέδειξε την ακρίβεια της υπόθεσής του- ωστόσο τα αποτελέσματα συνέχισαν να αποτελούν μυστήριο για πολλούς, παρόλο που συχνά παρατίθεται ως παράδειγμα της τάσης να συγκεντρώνουμε μόνο τις πληροφορίες εκείνες οι οποίες επιβεβαιώνουν την αρχική μας υπόθεση (confirmation bias) και γενικά υπάρχει η υποψία ότι μπορεί και να λογόκρινε τα αποτελέσματά του, διαφορετικά θα σκόνταφτε στο γεννετικό δεσμό. Η τυποποιημένη βοτανική συγγραφική συντομογραφία Mendel εφαρμόζεται στα είδη που περιέγραψε.
Ο Μέντελ έζησε περίπου την ίδια εποχή με τον Βρετανό φυσιοδίφη Κάρολο Δαρβίνο (Charles Darwin)(1809-1882) και πολλοί φαντάστηκαν την ιστορική εξελικτική σύνθεση της φυσικής επιλογής του Δαρβίνου και της γενετικής του Μέντελ κατά τη διάρκεια της ζωής τους. Ο Μέντελ είχε διαβάσει μια γερμανική μετάφραση της “Καταγωγής των ειδών” του Δαρβίνου (όπως αποδεικνύεται από τα υπογραμμισμένα χωρία στο αντίγραφο στο μοναστήρι του), αφού τελείωσε το πείραμά του, αλλά πριν δημοσιεύσει την εργασία του. Ορισμένα χωρία της εργασίας του Μέντελ έχουν δαρβινικό χαρακτήρα, απόδειξη του ότι “H καταγωγή των ειδών” επηρέασε το γράψιμο του Μέντελ. O Δαρβίνος δεν είχε αντίγραφο της εργασίας του Μέντελ, αλλά είχε ένα βιβλίο του Φοκ (Focke) με αναφορές σε αυτή. Ο πιο μεγάλος ειδικός εκείνης της εποχής στην κληρονομικότητα ήταν ο εξάδελφος του Δαρβίνου, Φράνσις Γκάλτον (Francis Galton), ο οποίος είχε μαθηματικές ικανότητες, οι οποίες έλειπαν από το Δαρβίνο και ο οποίος θα μπορούσε να είχε καταλάβει την εργασία, αν την είχε δει. Σε κάθε περίπτωση, η σύγχρονη εξελικτική σύνθεση δεν ξεκίνησε παρά τη δεκαετία του 1920, εποχή κατά την οποία η στατιστική είχε προχωρήσει αρκετά ώστε να μπορέσει να προχωρήσει με τη γενετική και την εξέλιξη.