Gregor Mendel kimdir? Genetiğin kurucusu ve biyolojik kalıtım yasaları

Mendel kanunlarının mucidi rahip

1856 yılında Moravya'nın Brünn şehri (bugün Çekya sınırları içindeki Brno) yakınlarındaki Augustinci Aziz Thomas Manastırı'nın duvarlarla çevrili bahçesinde başkeşiş, deneysel bitki çaprazlamaları için bir sera yaptırdı. Viyana Üniversitesi'ndeki eğitiminden henüz yeni dönmüş olan eğitmen topluluğunun genç üyelerinden Gregor Mendel, sunulan bu olanağı ve manastırın arkasındaki deney bahçesini üne kavuşturacaktı.

1855 ve 1863 arasındaki bahçe bezelyesi Pisum sativum varyantları arasında melezlerin oluşum ve gelişimlerini gözlemleyerek biyolojik kalıtımın bilimsel temelini keşfetti. Titizlikle incelediği 10.000'den fazla bitki ile dokuz yıl süren deneyleri, bezelyelerin eşey hücrelerindeki belli özellikleri kontrol eden (daha sonra gen diye adlandırılacak) unsurlara sahip olduğu teorisini geliştirmesini sağladı.

Gregor Mendel kimdir?

Gregor Mendel Moravya'nın kuzeydoğu köşesindeki Heinzendorf (şimdiki Hyncice) köyünde doğdu ve çocukluğunu orada geçirdi. Bir bahçıvanın kızı olan annesinin ve Avusturya ordusunda eskiden asker olan babasının tek oğullarıydı. Küçük çiftliklerinde hayatlarını kazanmaya çalışan köylülerdi ama gayretli oğullarının eğitim alarak kendilerinden daha yüksek bir konuma ulaşması konusunda kararlıydılar. Okul masrafları onları zorlasa da, oğullarının 16 yaşına kadar Troppau'daki (şimdiki Opava) lisede eğitim görmesi için gerekli desteği sağlamayı başarmışlardı. Gregor o yaştan sonra özel ders vererek kendi harçlığını çıkarmıştı.

Ancak 18 yaşında Olmütz'deki (şimdiki Olomous) bir üniversiteye girmeki için hazırlık koleji olan Felsefe Enstitüsü'ne geçtiğinde özel ders vermesi çok zorlaştı. Sağlığı bozulmuştu, pek çok kere iyileşmek için eve dönmek zorunda kaldı. Acıyan kız kardeşi ona drahomasının bir kısmını verdi. Çalışmaları kesintiye uğramasına rağmen akademik nitelikleri enstitüde fark edildi. 21 yaşındayken akademik hırslarının hararetle destekleneceği ve en üst seviyede eğitim veren dini bir sisteme girmesi sağlandı. Bilime düşkünlüğü onu meteoroloji, arı kültürü ve bitkilerde kalıtım gibi çeşitli yönlere götürecek, bunların hepsini Brünn'deki Oberrealschule'de tam zamanlı fizik öğretmenliği ile beraber sürdürecekti.

Deneyleri için bezelye seçmesi, bezelye çiçeğinin üreme organlarını sıkıca kapayan gemi omurgası biçimli yapıdan kaynaklanıyordu. Böylece kazara çaprazlama yaşanmıyor, her bezelye kendi kendine tozlanarak saf döl çeşitlerine izin veriyordu. 1866 yılında basılan keşif raporunda, deneylere başlamadan önce 34 varyantı iki yıl boyunca yan yana yetiştirerek, incelemek istediği tüm özelliklerin bitkilerde sürekli ortaya çıktığından emin olduğunu belirtmişti.

Varyantlar arasında çaprazlama yapmak için "yapay tozlaşma" kullanmıştı: (Kendi kendine tozlaşmayı önlemek için) bitkiden erkek organları çıkartarak başka bir varyantın polenlerini bitkiye aktarmıştı. Amacı "yeni nesillerde melezliğin gelişimini" daha iyi anlayarak "yeni varyantlar elde etmekti". Daha önce bezelye varyantları çaprazlayan bitki üreticileri, ikinci nesil (F2 diye bilinen) melezlerde öngörülmemiş varyant artışı olduğunu belirtmişlerdi. Mendel varyantların istatistiksel analizini yaparak matematiksel açıklamasını verdi. Varyantlara uyguladığı benzersiz istatistiksel yaklaşım ile bilimsel özgünlüğünü gözler önüne serdi.

Manastır bahçesinde deneyler

Mendel tarafından keşfedildiği şekliyle bezelyelerde rengin kalıtımını gösteren illüstrasyon. Üst sol ve sağdaki kümeler yeşil ve sarı ana babayı göstermekte. Ortadaki küme sarı rengin baskın özelliğini gösteren F1 melezi. Kabuklarda renklerdeki 3:1 oranını gösteren F2 melezi var
Mendel tarafından keşfedildiği şekliyle bezelyelerde rengin kalıtımını gösteren illüstrasyon. Üst sol ve sağdaki kümelerdeki yeşil ve sarı ana babayı göstermekte. Ortadaki küme sarı rengin baskın özelliğini gösteren F1 melezi. Kabuklarda renklerdeki 3:1 oranını gösteren F2 melezi var

Mendel'in Viyana Üniversitesi'nde gördüğü iki yıllık yoğun eğitim onu "bir tohum hücresiyle bir polen hücresinin tek bir hücre olarak birleşmesiyle başlayan" çiçekli bitkilerde üremenin çağdaş düşüncelerine hazırlamıştı. Embriyonun kökeninin sadece polen hücresi olduğuna daire geleneksel fikri reddetmesi varyant analizlerinin can alıcı noktasıydı. Melez nesiller arasındaki farklılıkları incelemesi ilerlemenin temeliydi. Yetkin saha botanikçisi olarak tezat özellikli türleri birbirinden ayırt etmeye alışkındı. Melez nesiller arasındaki farkları ölçerken benzer bir yöntem izledi, birbiriyle bağlantılı ya da bağımsız çeşitlenmiş olup olmadıklarını anlamak için bireyleri tezat renk, ölçü ve biçim özelliklerine göre çiftler halinde tanımlayarak ayırdı.

Gregor Mendel, birbirini takip eden nesilleri ayırarak ve yeniden birleştirerek incelediği, yedi çift tezat bezelye özelliğini gözlemleyerek şu sonuca vardı: Birbirleriyle tezat özellikler gösteren bir çiftin ilk nesil (F1) melezlerinin her üyesi bir önceki neslin taşıdığı tezat özelliklerden sadece birini almıştı (örneğin yeşil ve sarı tohum varyantlarının tüm F1 bitkileri sadece sarı tohumludur). Bunu baskın karakter diye tanımladı, baskınlığın gözlenmesi çaprazlamanın yönünden bağımsızdı (sarı dişi x yeşil erkek, yeşil dişi x sarı erkek). Özgünlüğü bundan sonraki adımda açığa çıkıyordu.

Gregor Mendel ve bezelye açıklaması

Mendel varyant incelemelerini, 1830'da manastır duvarının yanına yapılan ve bahçenin geri kalanından alçak çalılara (daha sonra fotoğrafta görüldüğü gibi çitle) ayrılan 36x6 metrekarelik deneysel bahçede sürdürdü. 1856-1863 arasında burada 29.000 bezelye yetiştirdi ve inceledi
Mendel varyant incelemelerini, 1830'da manastır duvarının yanına yapılan ve bahçenin geri kalanından alçak çalılara (daha sonra fotoğrafta görüldüğü gibi çitle) ayrılan 36×6 metrekarelik deneysel bahçede sürdürdü. 1856-1863 arasında burada 29.000 bezelye yetiştirdi ve inceledi

F1 neslini çaprazlayarak F2 neslini elde etti ve tüm durumlarda, her tezat özellik çiftindeki bir özelliğin diğerinden daha sık görüldüğünü tespit etti. Çok sayıdaki numuneyi sayarak, her çiftte, baskın özelliğin eşleniği çekinik özellikten 3:1 (3 sarıya 1 yeşil) oranında fazla olduğunu gördü. Mendel bu dizgeyi çok iyi bilinen matematik ilkeyi kullanarak açıkladı. Baskın özellik A ile, çekinik özellik de a ile gösterilirse, birinci nesil melez Aa olacaktır. Çaprazlandığında ise (Aa x Aa) F2'de AA, 2Aa ve aa bileşik serisini verecektir. A baskın olduğundan, ikinci melez nesildeki 3:1 oranı böylece açıklığa kavuşacaktır.

Değişimleri matematiksel açıdan öngörülebilir bir sürece atfederek, teorisi hakkındaki her sorunun cevabını verecek şekilde bir dizi deney yaptı. İki ya da üç çift özellik içeren nesillerin çaprazlanmalarıyla ortaya çıkan melezlerin kökeni ve gelişimini inceleyerek, farklı özelliklerin birbirleriyle ilişkisinde kalıtım (yani, nesiller arasındaki sabitlik) varyasyon dizgelerini buldu.

Geri çaprazlamaları da inceleyerek, teorisinin sağlam şekilde kanıtlandığını iddia edebildi. Yedi özelliğin tümü nesillere aktarıldıklarında birbirinden bağımsız şekilde ayrılıyordu. Olasılık ve kombinasyon teorisini fizikçi anlayışla birleştirerek, özelliklerin hem bireysel hem de birbiriyle ilişkili şekilde geçişini dokuz çaprazlama boyunca izledi. Deneylerine (kendi sözleriyle) "bir yasa çıkarsamak" için başlamıştı. Yayımladığı zaman halihazırda gerçekliğine ikna olmuştu.

Kabul edilemeyecek kadar yenilikçi bir teori

1909'da basılan William Bateson'ın Mendel's Principles of Heredity (Mendel'in Kalıtım İlkeleri) adlı eserinden bir sayfa, bir beyaz renkli ata ve bir koyu kırmızı renkli atadan (çuha çiçeğinden) ayrı ayrı aktarılan iki ya da daha fazla unsurun etkileşimiyle beklenmedik çeşitte varyantların nasıl ortaya çıkabileceğini gösteriyor
1909'da basılan William Bateson'ın Mendel's Principles of Heredity (Mendel'in Kalıtım İlkeleri) adlı eserinden bir sayfa, bir beyaz renkli ata ve bir koyu kırmızı renkli atadan (çuha çiçeğinden) ayrı ayrı aktarılan iki ya da daha fazla unsurun etkileşimiyle beklenmedik çeşitte varyantların nasıl ortaya çıkabileceğini gösteriyor

Mendel'in 1866'daki basılan teorisi geniş çapta uluslararası dolaşıma girdi ama kimse tarafından anlaşılmadı. Kalıtımın ve varyasyonun, (dişi ve erkek) üreme hücrelerinin döllenmede bir araya geliş şekliyle belirlendiğini açıkladı. Tek bir gelişim sürecinin farklı sonuçları olabildiğini açıklamıştı. Ama hiçbir bilim insanı onun coşkusunu paylaşmadı. Mendel ata türlerin bireysel özelliklerini kombinasyonlar halinde ele alarak melez biçimler hakkında öngörüde bulunabiliyor ve akrabalık derecesini söyleyebiliyordu. Bunun sebebi, aktarılan kalıtım unsurunun nesiller boyu değişmediğini deneyleriyle göstermiş olmasıydı.

Ünlü İsviçreli botanikçi Karl Wilhelm von Nageli'ye, bunun deneylerinde kesinlikle saptandığını yazmıştı. Daha sonra yazdığı bir mektupta bu noktayı tekrar vurgulamış, ayrı özellikler için, "birinin diğerine aktarıldığı ya da diğerinden herhangi bir şey aldığına dair hiçbir belirti yok" demişti. Bu bilgiyi çok büyük ve tatlı tohumlu, hem de çok verimli bir bezelye varyantı üretmek için kullandığını da belirtmişti. Ama ne Nageli, ne de 1900'e kadar herhangi bir başkası Mendel'in teorisinin değerini takdir etmedi.

Mendel henüz buna hazır olmayan dünyaya teorisini açıkladıktan iki yıl sonra, manastır saygıdeğer başkeşişini kaybetti. Yerine Mendel'in seçilmesi, onu bahçesinden alıkoyan pek çok yeni sorumluluk yüklüyordu. Melez çalışmaları 1871'de sonlandı. Ama Mendel keşfinin değerini biliyordu ve ilkelerini pratik faydaya dönük olarak uygulamaya devam etti. Bunu 1878'de bir yaz günü Fransa'dan ziyarete gelen genç bir bitki üreticisinin raporundan biliyoruz. İkisi bahçede beraberce yürürken, Başkeşiş Mendel kendisine etiketlenmiş meyve ağaçları, limonluk bitkiler ve iyi yetişmiş sebzeler göstermiş. İçlerinde "kurumuna daha çok fayda sağlamak için boyu ve meyvesi yeniden biçimlendirilmiş, tam mahsüllü yedi yeşil bezelye tarhı" varmış. Bunu nasıl yaptığını sorduğunda Gregor Mendel şöyle cevaplamış: "Sadece küçük bir püf noktası var."

Mendel'in çalışmasının 1900'de "yeniden keşfinden" bu yana yapılan incelemelerde bu küçük püf noktasının ve onun öngörü niteliklerinin özü açığa çıktı. Genetik tarihi, kalıtılan unsur (gen) kavramının birbirini takip eden şekilde hem maddesel hem teorik açıdan yeniden tanımlanması ile belirlenir. Mendel'in keşfinin temel anlamı artık tüm dünyada kabul edilmiştir. Bu büyük ve alçak gönüllü bilim insanının hem manastırına hem kendi merakına hizmet eden başarısı bugün genetik dediğimiz şeyi yaratmıştır.

Gregor Mendel kimdir? Genetiğin kurucusu ve biyolojik kalıtım yasaları yazımız burada son buldu. Benzer içerikler için: https://2ladd.com/k/bilim-teknoloji/