De erwtenplanten van Mendel

In 1865 meldde een monnik in Brno kruisingen van bijna 30 000 erwtenplanten, en steeds kwam dezelfde verhouding van 3 op 1 terug.

Waarom erwten

In de tijd van Mendel geloofden de meeste wetenschappers in vermengde overerving: nakomelingen zouden een gelijkmatige mengeling van hun ouders zijn, zoals rode en witte verf roze geven. Als dat waar was, kon een eigenschap nooit verdwijnen en dan terugkomen. Mendel koos een organisme waarmee hij het idee zuiver kon toetsen. Tuinerwten bevruchten zichzelf normaal in een gesloten bloem, dus een lijn planten die altijd dezelfde bloemkleur of zaadvorm geeft, zuiver ras genoemd, is makkelijk te houden. Erwten groeien in één seizoen uit en hij kon er duizenden tegelijk opkweken, zodat toeval zijn resultaten niet kon verklaren.

Hij koos ook eigenschappen met duidelijke óf-óf-vormen: paarse of witte bloemen, ronde of gerimpelde zaden, gele of groene zaden, hoge of dwergplanten. In totaal zeven kenmerken. Om twee planten te kruisen haalde hij de stuifmeeldragende delen van de ene bloem weg voordat ze rijp waren en bestuifde hij haar met de hand met stuifmeel van de andere variëteit. De ouderplanten heten de P-generatie, hun nakomelingen de F1-generatie, en de nakomelingen van F1-planten die zichzelf bevruchten de F2-generatie.

Een eigenschap die zich verbergt en terugkomt

Toen Mendel zuivere paarse planten kruiste met zuivere witte, had elke F1-plant paarse bloemen. Vermenging had lichtpaars voorspeld. Daarna liet hij de F1-planten zichzelf bevruchten, en kwamen er weer witte bloemen: 705 paarse en 224 witte in de F2, een verhouding van 705 ÷ 224 ≈ 3.15 op 1. De andere zes eigenschappen gedroegen zich net zo. Eén vorm verdween in F1 en kwam terug bij ongeveer een kwart van F2. De vorm die in F1 zichtbaar was, noemde hij dominant en de vorm die zich verborg recessief.

De tabel, uit OpenStax Biology, toont de F2-aantallen van Mendel; samen zijn het 19 959 waarnemingen. Geen van de verhoudingen is precies 3:1, en zo zien echte gegevens eruit. Hoe groter het aantal, hoe dichter het bij 3 ligt. De zaadeigenschappen, met duizenden zaden, komen uit op 2.96 en 3.01, terwijl peulkleur, met 580 planten, op 2.82 uitkomt.

De verklaring van Mendel

Mendel stelde voor dat elke plant van elk kenmerk twee exemplaren van een ‘eenheidsfactor’ heeft, dat elke ouder willekeurig een van zijn twee exemplaren doorgeeft, en dat de exemplaren gescheiden blijven in plaats van te vermengen. Een F1-plant uit paars × wit heeft één paarse en één witte factor; de paarse factor maskeert de witte. Als twee van zulke planten worden gekruist, geeft elk met gelijke kans paars of wit door, dus een kwart van de nakomelingen krijgt twee witte factoren en heeft witte bloemen. Tegenwoordig heten de eenheidsfactoren genen, en de verschillende versies van een gen allelen. Gebruik het schema hieronder om de 3:1 zelf te controleren, druk dan op Kweek en vergelijk een willekeurig aantal met dat van Mendel.