גרגור מנדל

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

גרגור יוהן מנדל

גרגור יוהן מנדל (22 ביולי 1822 - 6 בינואר 1884), מכונה גם "אבי הגנטיקה", על היותו מגלה חוקיה הראשונים. משנתו קרויה מנדליזם.

[עריכה] תולדות חייו

מנדל היה אוסטרי שחי במורביה (אזור בצ'כיה של היום). נולד למשפחה כפרית ענייה ולכן נאלץ להכנס למנזר אוגוסטיני בברין (כיום ברנו) כדי שיוכל ללמוד מדע. באוניברסיטת וינה למד את הוראת הביולוגיה והמתמטיקה, אולם נכשל לפחות פעמיים במבחני ההסמכה להוראה. ידע שצבר בלימודי הסטטיסטיקה הוכיח עצמו יקר ערך ביותר כשערך את מחקריו. בשנת 1866 פרסם את מחקריו אולם הם לא הובנו. שארית חייו עברה ללא אירועים מיוחדים בברון, מקום שבו התמנה, בערוב ימיו, לאב המנזר. רק שנים לאחר מותו, בראשית המאה ה-20, הובנה עבודתו, והוא זכה לתואר מיסד הגנטיקה. סיפור חייו של מנדל מהוה דוגמה לגאון שהקדים את זמנו.

[עריכה] התורשה לפני מנדל

לפני מנדל שלטה גישת המיזוג והערבוב, שלפיה הצאצא הוא בעל תכונות שמהוות את ממוצע תכונותיהם של הוריו. לפיכך, זיווג של פרח לבן באדום יתן צאצא ורוד. הבעיה בשיטת החשיבה הזו שהיא אינה יכולה להסביר כיצד במיני פרחים מסוימים צאצא של פרח לבן ואדום אינו ורוד. מלבד זאת, התאוריה עמדה בסתירה חריפה לתאורית האבולוציה, מפני שאם הפרט הוא ממוצע של תכונת הוריו, כיצד ניתן להסביר את השתכללות התכונות שהיא מאפיין מובהק של האבולוציה.

[עריכה] מאפייני גישתו של מנדל למדע

פסל של ראשו של מנדל. באוניברסיטת החקלאות והיערנות ברנו, צ'כיה.

מנדל הגיע לניסוח עקרונותיו למרות שלא ידע דבר על כרומוזומים או גנים. רק על סמך סקרנות, הבנה עמוקה, נאמנות לאמת ומידה לא קטנה של מזל. עד היום משמש מחקרו כדוגמה לגישה מדעית נכונה.

1. בחירת האורגניזם המתאים למחקר: מנדל בחר באפונה בזכות מספר תכונות חשובות:
   • אברי הרבייה חבויים בעלים - מה שמונע הפריה זרה, ומבטיח זנים טהורים בטבע, אולם מאפשר הפריה זרה במסגרת הניסוי באמצעים פשוטים למדי.
   • הזמינות הגבוהה של פנוטיפים קלים לזיהוי ולניתוח.
   • מחיר נמוך.
   • זמן דור קצר יחסית.
   • המקום המצומצם יחסית שדרוש לגידול הצמח.
2. תיכנון מדוקדק של הניסויים: מנדל ערך הכלאות מבוקרות שבהן קבע מי יהיו ההורים.
3. סימול תמציתי ובהיר של מערך הניסוי ותוצאותיו: מנדל סימל כל תכונה באות - תכונה דומיננטית באות גדולה ותכונה רצסיבית באות קטנה. באופן זה קל לעקוב אחר המשתנים, ולהגיע למסקנות.
4. בידוד משתנים- בכל ניסוי מנדל התייחס לתכונה אחת בלבד, והתעלם מתכונות אחרות.
5. איסוף כמות רבה של נתונים, והתיחסות לכל מכלול הנתונים של הכלאות זהות כאל הכלאה אחת. מנדל סבר, שכאשר מקור הנתונים הוא בזן טהור, אפשר להתיחס לתוצאות של מספר הכלאות זהות כאילו היו תוצאה של אותה הכלאה עצמה, ולהגדיל בכך את גודלה של האוכלוסייה עליה מתבסס הניתוח הסטטיסטי.
6. שימוש בניתוח סטטיסטי כדי לבחון את ההתאמה בין התוצאות להשערה שלו. כלומר, הצורך לערוך מספר רב של ניסויים ולהגיע למסקנה על סמך הממוצע של תוצאות הניסויים כדי להימנע מהתייחסות למקרים קיצוניים כאל יוצאי דופן.
7. מנדל לא מיהר להסיק מסקנות ולפרסם את מחקרו אלא ערך שורה של ניסויים שנועדו לאמת את השערותיו.

[עריכה] הניסויים שערך מנדל

מנדל חקר שבע תכונות. כל תכונה בעלת שני מאפיינים סותרים:

• צבע הפרח - סגול או לבן,
• מיקום הפרח לאורך הגבעול - צדדי או בקצה הגבעול,
• צבע האפון - צהוב או ירוק,
• צורת האפון - חלק או מחוספס,
• צבע התרמיל - ירוק או צהוב,
• צורת התרמיל - מנופח או שטוח,
• גובה הצמח - ארוך או קצר.

מנדל ערך הכלאות הדדיות באמצעות הסרת המאבק מהפרח והברשת השחלה בגרגירי אבקה מצמח אחר. העובדה שאברי הרבייה חפויים בעלים מנעה הפריות לא רצויות מלהתרחש.

מנדל יצר זנים טהורים באמצעות הכלאות עצמיות במשך מספר דורות. בסופו של דבר קיבל 14 זנים. זן אחד לכל אחד מהתכונות. הוא קרא לכל זן דור הורי וסימנו בP.

מנדל ערך הפריה הדדית בין כל שני זנים (הפריה של תרמיל חלק במקומט ושל מקומט בחלק) ועקב אחרי כל תכונה משך שני דורות. את דור הצאצאים הראשון כינה F1 , ואת דור הצאצאים השני כינה F2. בכל ניסוייו הקפיד על הפריה הדדית.

[עריכה] תוצאות הניסויים

בכל הכלאה רק אחת התכונות מהשתיים שהופיעו בהורים (P) הופיעה גם בדור הצאצאים הראשון (F1), אולם בדור הצאצאים השני (F2) שבו שתי התכונות להופיע - זו שנעלמה בדור F1 צצה עכשיו במקרה 1 מתוך 4. לדוגמה, בהכלאה בין תרמיל חלק למקומט קיבל מנדל בF1 תרמילים חלקים בלבד, ובדור F2 קיבל יחס של 3 תרמילים חלקים על תרמיל מקומט אחד.

[עריכה] מסקנותיו של מנדל

מנדל הסיק מהניסויים שערך את המסקנות הבאות:

1. דור F1 נושא את שני הפקטורים שירש מהוריו.
2. הפקטור הנראה בדור F1 הוא פקטור דומיננטי (שולט) מפני שהוא ממסך את השפעתו של הפקטור האחר. את הפקטור הממוסך כינה פקטור רצסיבי (נשלט). הפקטור הרצסיבי שב ומופיע בדור F2 ביחס 3:1.
3. הפקטורים נפרדים בשעת יצירת הגמטות. כל גמטה נושאת עותק אחד של כל פקטור.
4. בהפריה מתרחש זיווג אקראי של כל הגמטות האפשריות.

המסקנות שאליהן הגיע בניסוייו הובילו את מנדל לניסוח שני חוקים.

[עריכה] חוקי התורשה של מנדל

[עריכה] החוק הראשון הוא חוק הסגרגציה

כל אורגניזם מכיל שני פקטורים עבור כל תכונה. הפקטורים נפרדים כשהם יוצרים גמטות. במהלך המיוזה, כל גמטה נושאת פקטור אחד עבור כל תכונה. כאשר שתי הגמטות מתלכדות במהלך ההפריה, הצאצא נושא שני פקטורים ששולטים בתכונה ספציפית.

[עריכה] החוק השני הוא חוק ההתפלגות העצמאית

מצהיר שפקטורים בעלי מאפיינים שונים מחולקים בין הגמטות בלי תלות של אחד במשנהו.

[עריכה] הערכה של עבודת מנדל

מצבת זיכרון לזיכרו של מנדל באולומוק, צ'כיה.

• מנדל הוא ללא ספק אביה של הגנטיקה, ואכן העקרונות שהתווה הם רק ההתחלה להבנת ההורשה.
• אף שלא ידע דבר על יחידות תורשה פיזקליות - גנים וכרומוזומים - הצליח לחזות בניסוייו את גילויים. כיום ידוע, שלכל תכונה מוקצה מקום מסוים בגנום - לוקוס. בלוקוס זה יושב גן. גן אחד מקודד לתכונה אחת אולם בווריאציות שונות - צבע עיניים כחול או חום.

התכונות השונות שלהן מקודד אותו גן מכונות אללים.

• בניסיונותיו עסק מנדל בתכונות בעלות דומיננטיות מלאה כיום ידועות דרגות שונות של דומיננטיות.
• מנדל הניח שישנה התאמה חד-חד ערכית בין גן לתכונה. כיום ידוע שבדרך כלל לכל גן ישנן מספר השפעות (פליאוטרופיה) ושכל תכונה מושפעת בדרך כלל ממספר גנים. כמו כן, ידוע שגן מקיים אינטראקציות מסובכות עם סביבתו.
• מנדל התעלם מתופעת התאחיזה. על כל כרומוזום יושבים מספר גנים, שנוטים להפריע זה לזה מלבצע התפלגות עצמאית.
• ידועים כיום גנים שיכולים לשנות את מיקומם בגנום (טרנספוזון, רטרוטרנספוזון), ידועים שינויים בביטוי גנים בגלל שחבור חלופי, עריכת RNA, הפרעה לביטוי של גנים ברמת הRNA דוגמת iRNA, הורשת תכונות באמצעות חלבון (פריון) וכיו"ב.

[עריכה] לקריאה נוספת

• רובין מרנץ הניג, הנזיר בגן – סיפורו של גרגור מנדל, אבי הגנטיקה, בהוצאת דביר, 2003.
• הגמד של מנדל מאת סיימון מאואר, הוצאת עם עובד.

[עריכה] קישורים חיצוניים

מיזמי קרן ויקימדיה
תמונות ומדיה בוויקישיתוף: גרגור מנדל

• קולין טאג', חידת התורשה ומושג הגן: גרגור מנדל - באתר הספרייה הווירטואלית של מט"ח
• פרק מתוך "הנזיר בגן – סיפורו של גרגור מנדל, אבי הגנטיקה", באתר "הידען" (עדיף לפתוח בחלון נפרד)
• DNA from the beginning - אתר המציג באמצעות אנימציות ובשפה קלה את עבודתו של מנדל. ללחוץ על Classic genetics