Geniální opat a genetika luštěnin I.

Na prahu třetího tisíciletí je lidstvo postaveno tváří v tvář njrůznějším otázkám, které se týkají genetického inženýrství a morálních otázek s ním spojených. Je tedy již těžko představitelné, že tím prvním, kdo se začal zabývat tím, co dnes zaměestnává přední světové vědce a o čem existuje mnoho mystifikačních a vědeckofantastických filmů, zejména z americké produkce, byl Čech, tedy, abychom učinili všem zadost, tak Moravák, respektive Slezan, Johann Gregor Mendel. Možná ještě paradoxější, ve světle zdvižených prstů církevních představitelů a morálních teologů varujících před nebezpečími genetických pokusů, je fakt, že Mendel, byl opatem augustiniánského Opatství sv. Tomáše v Brně.
21. května se v Brně otevírá jedinečná výstava: Génius genetiky, oslava Gregora Mendela vědou a uměním. My vám přinášíme seriál, který by měl přiblížit nejen samotnou osobu Johanna Gregora Mendela a jeho vědecký přínos, ale i výroky současných zahraničních a českých vědců, které byly v souvislosti s touto výstavou proneseny či napsány.

Jako první přinášíme Mendelův životopis a jeho vědecké pokusy.

Johann Gregor Mendel (1822 - 1884) - Stručný nástin života

Johann Mendel se narodil 20. července 1822 v Hynčicích, tehdy Heinzendorfu, malé vesnici ve Slezsku, které bylo součástí Rakouska-Uherska. V roce 1868 byl jmenován opatem v opatství sv. Tomáše v Brně. Mendel zemřel v roce 1884 a je pochován na brněnském Ústředním hřbitově. Jeho otec Anton Mendel (1789 - 1857) byl rolník, matka se dívčím jménem jmenovala Rosine Schwirtlichová (1794 - 1862). Johann měl starší sestru Veroniku a mladší sestru Terézii.

V roce 1833, když bylo Mendelovi jedenáct let, začal navštěvovat piaristickou školu v Lipníku. V následujícím roce pokračoval ve vzdělávání na gymnáziu v Opavě a v roce 1864 začal studovat na Filozofické fakultě univerzity v Olomouci. Během dvouletého studia filozofie si na živobytí vydělával jako pomocný pedagog.

V roce 1843 vstoupil Mendel jako novic do augustinánského Opatství sv.Tomáše v Brně, kde obdržel jméno Gregor. V roce 1845 započal se studiem teologie a 4. srpna 1847 byl ve věku 25 let vysvěcen na kněze. V červnu následujícího roku dokončil svá studia a stal se farářem na Starém Brně. V této funkci však příliš úspěšný nebyl. Po obtížném jednoročním působení přijal místo učitele na gymnáziu ve Znojmě. Po roce se pokusil složit zkoušky potřebné pro obdržení stálého učitelského místa, neměl však úspěch. Jeden ze zkoušejících, baron von Baumgartner, doporučil opatu Cyrilu Nappovi, aby Mendel pokračoval ve studiích na vídeňském Rudolfinu. Ten zde na studiích strávil dva roky. Ve Vídni se mu mimo jiné do rukou dostal spis Carl Friedricha von Gärtnera „Pokusy a pozorování vzniku kříženců v rostlinné říši“ (Versuche und Beobachtungen über die Bastardenerzeugung im Pflanzenreiche, 1849). Kniha popisuje tisíce pokusů na rostlinách včetně hybridizace více než 500 druhů rostlin.

Od roku 1854 vyučoval Mendel fyziku a biologii na vyšší státní škole. Jeho průkopnická práce v oblasti objasnění zákonů dědičnosti byla poprvé publikována v roce 1865, poté však až do jeho smrti v roce 1884 upadla v zapomnění. Na světlo veřejnosti se výzkumy dostaly teprve v roce 1890, kdy se jeho pokusná pozorování stala základem klasické genetiky a moderního pěstování rostlin. V roce 1910 se o Mendelových zákonech dědičnosti doslechl zoolog William Bateson působící v Cambridgi. Bateson rozpoznal revoluční význam Mendelova bádání a napsal o něm článek, který byl později otištěn v "Royal Horticultural Society´s Journal Gardener Chronicle".

V roce 1910 nechala skupina 150 vědců z celého světa Johannu Gregoru Mendelovi postavit pomník, jehož autorem je vídeňský sochař Thomas Charlemont. Na památku otce nauky o dědičnosti byl vztyčen v zahradě starobrněnského kláštera, v místech, kde Gregor Johann Mendel prováděl své pokusy. Teprve v roce 1965 bylo v opatství zřízeno malé muzeum, jehož cílem byla snaha, aby Mendelův život a jeho dílo zůstaly živé.

Mendelovo dílo: Základy genetiky

Proslulé pokusy s křížením hrachu Johannu Gregoru Mendelovi právem přinesly titul "otec genetiky". Výsledky svých pokusů sepsal ve dvou vědeckých pojednáních, která poprvé přednesl 8. února 1865 a 8. března 1865 na zasedání Přírodovědného spolku v Brně. Publikace nesla název "Pokusy s rostlinnými hybridy" (Versuche über Pflanzen-Hybriden). V roce 1901 ji do angličtiny přeložil C.T. Druery a uveřejnil v "Royal Society´s Journal" pod názvem "Experiments in Plant Hybridisation".

Mendel chtěl zjistit, jakým způsobem lze předpovědět vzhled potomků různých navzájem mezi sebou zkřížených forem hrachu i četnost jejich výskytu v první filiální generaci. Jeho dílo je vzhledem k době, kdy vzniklo, nutno označit za revoluční. Pro potřeby bádání vyhledal sedm znaků rostlin, které bylo možné bez problémů sledovat, aby z nich pak odvodil svoji nauku o dědičnosti. Pozorování začal provádět na hrachu. Vypěstoval tzv. "rodičovské" rostliny a ty pak navzájem zkřížil. Používal pyl z jedné rostliny (otcovské), který přenášel na blizny druhé rostliny (mateřské) a naopak, aby poznal, jaké rozdíly se projeví. Poté studoval rostliny vzešlé z křížení. Již ze svých dřívějších prací Mendel věděl, že všichni potomci budou vypadat přesně tak jako jedna z "rodičovských" rostlin.

Mendel si pro své pokusy zvolil rostliny vykazující sedm různých párových znaků, například “kulatá semena” a “hranatá semena”, “dlouhý stonek” a “krátký stonek” nebo “zelený lusk” a “žlutý lusk”. Znak, který se projevoval v potomstvu po křížení rodičovských rostlin nazval Mendel znakem “dominantním” a párový znak, který se v tomto potomstvu neprojevil, znakem “recesivním”. V další generaci potomků zjistil, že se objevují u rostlin oba znaky, tedy dominantní i recesivní, a to zhruba v poměru 3:1, a že se zde nevyskytovaly žádné jiné další formy.

Po shrnutí výsledků své práce došel Mendel k závěru, že poměr rostlin 3:1 s dominantními a recesivními znaky musí být rozdělen do tří skupin: hybridní znak, rodičovský dominantní znak a rodičovský recesivní znak v poměru 2:1:1. Mendel rovněž tvrdil, že všechny následující generace budou vykazovat stejné principy dědičnosti. Na základě svých poznatků vytvořil matematický model, kterým jednak demonstroval svůj objev, ale zároveň ho i teoreticky zobecnil.

Ze svých pokusů Mendel vyvodil dva základní genetické principy. První z nich, nazývaný Mendelovým “zákonem segregace”, dokládá, že pohlavní buňky hybridních rostlin, vajíčka a pyl, nesou ve stejném poměru zděděné znaky rodičovské generace a že tedy obsahují buď dominantní nebo recesivní znaky (resp. alely genů). Podstatou druhého principu, “zákona nezávislé kombinace” je to, že se rozdílné znaky chovají na sobě nezávisle a v pohlavních buňkách hybridů vznikají všechny jejich možné kombinace (resp. kombinace alel různých genů).
Pozdější pokusy Gregora Mendela prokázaly, že jeho výsledky platí vedle hrachu také pro fazole a další rostliny.