Горох Менделя

В 1865 году монах из Брно сообщил о скрещиваниях почти 30 000 растений гороха, и в них снова и снова получалось одно и то же соотношение 3 к 1.

Почему горох

Во времена Менделя большинство учёных верили в слитное наследование: считалось, что потомство представляет собой равномерную смесь родителей, как красная и белая краска дают розовую. Если бы это было так, признак не мог бы исчезнуть, а потом вернуться. Мендель выбрал организм, на котором эту идею можно было проверить чисто. Садовый горох обычно опыляет сам себя внутри закрытого цветка, поэтому легко поддерживать линию растений, которая всегда даёт одинаковый цвет цветков или форму семян. Такие линии называют чистыми. Горох вырастает за один сезон, и Мендель мог выращивать тысячи растений сразу, поэтому случайностью его результаты объяснить нельзя.

Кроме того, он выбрал признаки, которые встречаются в двух чётких формах: фиолетовые или белые цветки, гладкие или морщинистые семена, жёлтые или зелёные семена, высокие или карликовые растения. Всего семь признаков. Чтобы скрестить два растения, он удалял у одного цветка части, образующие пыльцу, пока они не созрели, а затем вручную наносил кисточкой пыльцу другого сорта. Родительские растения называют поколением P, их потомков поколением F1, а потомков растений F1, которые опылились сами, поколением F2.

Признак, который прячется и возвращается

Когда Мендель скрещивал чистые линии с фиолетовыми цветками с чистыми линиями с белыми, у всех растений F1 цветки были фиолетовыми. Согласно слитному наследованию, они должны были быть бледно-фиолетовыми. Затем он дал растениям F1 опылиться самим, и белые цветки вернулись: в F2 оказалось 705 фиолетовых и 224 белых, соотношение 705 ÷ 224 ≈ 3.15 к 1. Остальные шесть признаков вели себя так же. Одна форма исчезала в F1 и возвращалась примерно у четверти F2. Форму, которая проявлялась в F1, он назвал доминантной, а скрытую форму рецессивной.

В таблице из учебника OpenStax Biology приведены подсчёты Менделя в F2; вместе это 19 959 наблюдений. Ни одно соотношение не равно ровно 3:1, и именно так выглядят настоящие данные. Чем больше подсчёт, тем ближе соотношение обычно к 3. Признаки семян, где семян тысячи, дают 2.96 и 3.01, а окраска бобов, где растений 580, даёт 2.82.

Объяснение Менделя

Мендель предположил, что у каждого растения есть две копии «наследственного фактора» для каждого признака, что каждый родитель передаёт одну из своих двух копий случайным образом и что копии остаются отдельными, а не смешиваются. Растение F1 от скрещивания фиолетового с белым несёт один фактор фиолетовой окраски и один фактор белой; фиолетовый фактор маскирует белый. Когда скрещивают два таких растения, каждое с равной вероятностью передаёт фиолетовый или белый фактор, поэтому четверть потомков получает два белых фактора и имеет белые цветки. Сегодня наследственные факторы называют генами, а разные варианты гена называют аллелями. С помощью решётки ниже проверь соотношение 3:1 сам, а затем нажми «Вырастить» и сравни случайный подсчёт с подсчётом Менделя.