孟德尔的豌豆灵感

时间:2022-10-11 06:29:14

1865年,达尔文的《物种起源》刚刚问世几年,摩拉维亚的修士格里戈莱格尔·孟德尔便发表了他的著作《植物杂交的实验》,在书中他通过豌豆实验,发现了遗传规律、分离规律及自由组合规律,因而被誉为现代遗传学之父。

这个故乡是“多瑙河之花”、村民都热爱园艺的乡村男孩在21岁大学毕业之后走进了修道院。他并不是受到上帝的呼唤,而是被迫走上生活的第一站,以解除他为生存而做的艰苦斗争。进入修道院之后他获得了到维也纳大学深造的机会,还曾经为多普勒担当过物理助手;十几年后他回到修道院,之后便把他的一生都奉献给了生物学方面的具体实验研究。

孟德尔先后选用过玉米、紫罗兰、紫茉莉进行试验,但由于性状太多太复杂而放弃。后来,感谢上帝,他找到了形状简单——不是圆就是皱、不是黄就是绿的豌豆。1864年,在八年辛勤耕作、研究计数后,他在布隆自然历史学会上宣读了他的论文。这篇当时完全被忽视、无法被理解的论文在正式发表34年、孟德尔逝世16年后才被承认。

这是一个近代科学史上相当传奇而凄美的故事,但是所有遗传学的著作在提及这位耐心而严谨的修道院院长时,都极其一致地对这个实验中一个细节缄默不语:孟德尔是在实验舞弊的基础上创立他的定律的!

英国著名的统计学家及生物学家费希尔首先发现了其中的漏洞。他早在1936年就已明确证明,按孟德尔所给出的统计比例来做统计,是无法获得那个结果的,因为他的结果和预想值太接近了,实验结果本身又太完美无缺了,很难让人相信。他猜想到,可能是某个助手知道老师在期待着怎样的结果,他看见他当面绘出某种特定比例的图表,所以他从中做了手脚,以便把他和老师从冗长乏味的工作中解救出来。

曾有文章这样描述孟德尔遗传定律的发现过程:“最初,孟德尔一个人在苦思冥想。后来他发现了豌豆,啊,这真是太妙了。他把豌豆洒在园子里,对它们说:“快点长大,还要长得多,长得不一样的要各自分开,圆的在这边,皱的在这边。”豌豆们果然就这样长了,真是妙得很。后来孟德尔把这些豌豆收集起来,发现有450粒圆的,102粒皱的,这个结果不好。因为按照定律,圆的和皱的比例应该是3:1。孟德尔大怒着敲着桌子说:‘一定是有坏蛋夜里偷偷把坏豌豆洒在我的园子里了!你们这些可恶的豌豆,赶紧给我回到黑暗。中去!’那些多余的豌豆果然没了,结果只剩下300粒圆的和100粒皱的,真是太美妙了。于是孟德尔就把这个结果发表了。”

这篇童话般的趣文当然只是戏谑,因为当时的许多原始数据都不复存在了。孟德尔逝世后修道院里的后继者把他的私人文件烧毁了。在他们眼中,这个有教养的老修士似乎是在用一些愚蠢的、但也无甚害处的方法消磨时间。因此我们再也无从得知他是从哪里得来的灵感。

但是有一点是合乎逻辑的:孟德尔曾“调整”过他的实验数据,因为依赖偶尔的观察去发现他的定律几乎是不可能的。实际上,孟德尔的遗传定律不过是统计定律,用大量的样本是可以对其进行核实的。但是要想获得与预想值十分接近的结果,几百粒豌豆明显是不够的:就算是最简单的抛硬币,要保证正反面的几率都是50%也必须经过千百次的重复试验。在当时的技术条件下,这样的核实工作无疑是非常困难的。人们可以推测,在做实验之前,修士的理论就已经在脑中成型了。他的优点在于他能够绝对相信自己的直觉与理论。

每一代都有年轻人在得知了这件事情之后对孟德尔大失所望,但是请不妨设想:如果孟德尔当时更谨慎一些,而且也没有采用那过于完美的结果,情况会怎么样呢……也许我们对遗传的认识会滞后几十年甚至更久。孟德尔的“舞弊”无疑可以称为一次大胆的博弈:他用完美的结果哄着带领其他落后的人,使他们提前认识到了神秘的遗传定律。毕竟,要知道当时的科学界,还正热衷于《物种起源》所带来的关于生物进化的大讨论中,还在为长颈鹿的长脖子到底是因为努力去吃树叶获得的还是自然变异后被选择的而争吵不已。孟德尔的表达方式是全新的,他把整个的生物拆分为不同的、部分的性状,将生物学与统计学、数学结合在一起,把同时代的“博学家”们远远地甩在了后面。

孟德尔晚年的时候曾充满信心地对他的好友说:“看吧,我的时代要到来了。”这句话成为伟大的预言,然而遗憾的是,孟德尔并没能等到。

庄严的科学史上不可避免地存在着许多作弊事件,就算是大名鼎鼎的天才牛顿也因善于伪造各种文书签字而出名。但是作弊一旦够得上卑鄙、甚至伤害到他人利益的程度,作弊者就不得不被后世所遗弃。但是在孟德尔的豌豆数据上,我们只能说一句,感谢孟德尔!

上一篇:地坛书事 第6期 下一篇:“消癌机”如何倾倒众生