一篇赛鸽人也能读懂的孟德尔

孟德尔通过豌豆试验，发现了遗传的三大定律，在当今仍指导众多从事动植物的育种工作者，但在孟德尔所处的年代其定律可谓太超前因为“无人能懂”，直到逝世十几年后，其理论才再度被发现和重视。牧师的身份不过是他的一个马甲，其实他是一位物理学和数学的人才。
如果读懂本文您应该也能理解为什么偶尔会出石板色，赛鸽配土鸽出的子代为什么有时也可以当赛鸽使用。

不像父母也会像祖父母？！

在孟德尔的时代，人们已经知道父母的性状会“遗传”给孩子，但遗传的机制尚未被揭开。

孩子的性状有时会与父母中的一方相似，有时会与双方都相似，还有时会谁也不像。因为看起来没什么规律，所以有人提出了混合说（也称“融合说”），认为遗传是父母的性状以液体形式混合起来传给孩子。

不过，人们也发现了“孩子即使不像父母，也会像祖父母”。这就是混合说很难解释的现象了。反而是“孩子身上没有体现的性状依旧会被保留”的想法更加自然。孟德尔受到道尔顿原子理论的启发，想象出一种能够遗传性状的粒子。

虽然孟德尔不确定粒子的真面目，但他认为可以通过实验来确定其性质。

孟德尔独具慧眼之处在于，他意识到需要使用纯种（只具有单一遗传性状的品种）进行遗传实验。他经过多年准备，从栽培的品种中分选出了纯种。也就是说，他关注几个个别的性状，重复了多代自花授粉，选出了总是能表达出相同性状的品种。

他利用选出的纯种豌豆进行杂交，不断地研究并统计豌豆的性状。实验中种下的豌豆远远超过了几万棵。孟德尔据此总结出的规律，就是所谓的“孟德尔遗传规律”。

孟德尔遗传规律有三个[1]，（[1]一般认为孟德尔遗传规律有两个，分别是分离定律和自由组合定律，都属于遗传学三大基本定律。此处提到的第三个规律“显性法则”，一般不算作孟德尔遗传规律，也不属于遗传学三大基本定律。）

只要按照顺序去理解并不算很难。就让我们来看看孟德尔的豌豆性状实验吧。

首先，孟德尔将圆豌豆和皱豌豆杂交，杂交后的第一代杂种必然会结下圆豌豆。也就是说，圆豌豆比起皱豌豆更容易遗传。这也就意味着，存在容易遗传的（显性）性状和不容易遗传的（隐性）性状。他将这种现象命名为“显性法则”。

接下来，他对杂种进行自花授粉（第二代杂种），之后就同时收获了圆豌豆和皱豌豆。计数后孟德尔发现，圆豌豆和皱豌豆的比例大约是三比一。他将自花授粉得到第二代杂种时显性性状与隐性性状同时出现且比例为三比一的现象命名为“分离定律”。

这就是说，一直被人们认为不容易被遗传的性状，“也并不是没有被遗传”。为了方便表述，这两种性状也被称作优势性状、劣势性状，但这只意味着能够优先表达的是优势性状，反之则是劣势性状，并不意味着“性状本身的优劣”。这点很容易被人误解，在此要强调一下。

孟德尔上班的地方

孟德尔是一流的物理学家

刚刚给大家讲到了豌豆的形状，此外还有高茎、矮茎和黄叶、绿叶等性状。孟德尔证实了显性法则和分离定律也同样适用于这些性状。同时，他还发现这些性状的排列组合之间互不干扰。这就是说，遗传性状彼此之间是相互独立的。孟德尔将其命名为“自由组合定律”。

将以上三点总结一下就能得出这样的结论：首先，遗传性状是相互独立的要素；其次，这些要素分为显性和隐性；

再次，第一代杂种只会出现显性性状，第二代杂种中显性性状和隐性性状会以三比一的比例出现。

怎么样？大家应该已经理解了遗传的规律吧。

之后，孟德尔又使用记号来说明这些规律。像上文提到的那样，孟德尔是当时一流的物理学家。在物理学研究中，把握现象之后用算式模型对现象进行说明是极为平常的事情（但这也导致了当时普遍具有博物学思维的生物学家们难以理解孟德尔的研究）。

接下来为大家介绍一下孟德尔搭建的遗传模型。首先他用“A”来表示显性因子，用“a”来表示隐性因子。孟德尔知道胚胎是由雌雄配子结合而成的，他认为每个个体所拥有的遗传因子为两个一组。这两个一组的因子叫作“等位基因”。

纯种记为AA和aa，叫作“纯合子”。第一代杂种从纯种身上各获得一个遗传因子，组合起来记为Aa，叫作“杂合子”。根据显性法则，Aa表达出来的性状是A。那么，第二代杂种又会如何呢？因为是从Aa和Aa身上各取一个遗传因子，所以会出现AA、aa以及两个Aa。

根据显性法则，表达出性状A的组合是AA和两个Aa，共计三个。表达出a性状的组合只有aa一个。这也就是分离定律表现出的三比一的比例。

那么，人类呢

人类也可以像植物一样举出简单易懂的例子，比如说ABO血型。ABO血型中，显性性状是A和B，隐性是O。

AA、BB和OO都是纯种。ABO血型是根据红细胞表面的聚糖种类进行分类的。

我们可以把聚糖看作是姓名牌。A型和B型的人，他们的红细胞上都有着A或者B的名牌。而AB型的人则同时有A和B两种名牌。

那么O型呢？其实O型是没有名牌的。有一种说法认为，O型并不是取自字母“O”，而是数字“0”，还有人认为O可能来自德语的词缀“ohne”，意为“无、空”（真正的来源并没有流传下来）。

稍微有点跑题了。

我想说的是，可以通过血型来印证孟德尔的遗传规律。假设，纯种的A型（AA）和O型（OO）结婚后生了孩子。他们之间生下来的孩子必然是A型（不过基因组合上是AO）。这就是显性法则。而像AB型这样的，表达出中间性状的杂合子属于“不完全显性”。

两个非纯种的A型血（AO）结婚后，生下的孩子可能的基因组合情况是AA一人、AO两人、OO一人。如果生下四个孩子，那么很可能有三个人表现型是A型血、一个人是O型血。这就是分离定律。

而人类的一胎只会产下一个孩子，所以此处提及的可能性也只是一个概率。其他多胎动物产下的后代会非常符合分离定律。血型和四肢长短、皮肤颜色、直发卷发等性状之间互不干扰，这是由自由组合定律决定的。

就像这样，孟德尔用非常简单的方法便将遗传定律这一大难题表达了出来。

END

文| 丸山笃史

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