一粒豌豆能誕生什麼？

「一粒豌豆能做什麼呢？」

阿基米德會思考如何用這粒豌豆做支點來翹起地球；英國人希望次日醒來能順著它的莖爬上天空；而遊戲玩家們則會把豌豆種在家門口阻擋一大波殭屍的進攻……

大約150多年前，有一名修道士卻將它玩出了風格，玩出了水平，一不小心就奠定了現代生物學的三大基石之一。

圖：孟德爾(Gregor Johann Mendel)

他就是「現代遺傳學之父」——格雷戈爾·約翰·孟德爾。

作為遺傳定律最早的發現者，是中學課本裡面的常客。

可他為自然科學奉獻的一輩子卻充斥著孤寂與蔑視，尤其是他一生辛苦所取得的研究成果卻無人問津甚至被埋沒。

直到他死後16年，理論發表35年後，才開始得到認可和承認。

圖：孟德爾故居的新照

孟德爾打小就經常跟著父母一起去農場幹活，生活很是艱辛。

大自然的花花草草激起了他一顆好奇的童心。

他經常向父母問這問那:「究竟為什麼使得不同的樹木、果實和花朵會出現各種各樣的顏色和形狀呢？」，卻一直未得到滿意的答案。

本在11歲那年，父親就打算讓他休學。在他的懇求下，一家人才決定不惜代價讓他念書。

甚至在父親不幸失去勞動能力後，還是將賣田地來維持生計的錢拿出來當他的學費。

他也發奮攻讀，學習成績始終名列前茅，但疾病卻隨貧窮襲來，他被迫休學回家。

康復後，為了繼續求學，他更是當起了家庭教師來補貼家用。但飯碗問題始終困擾著他，最終也迫使他無法繼續深造。

1843年，不滿21歲的孟德爾主動放棄生育權力，成為一名修道士。與信仰宗教不同，他坦言自己進修道院是因為經濟原因。

之後，他被派去當代課老師，幽默有趣的講課風格也備受學生的喜歡。

受到鼓舞的他，決心做一名正式的教師，還信心滿滿地去維也納參加國家考試，遺憾沒能通過。

在修道院院長的幫助下，他去維也納大學進修兩年，為下一次考試做準備。

小時候的他充滿求知慾，但出身貧寒卻沒有一個好的教育環境，以至於進入大學後，他不放過任何可以學習的機會，數學、物理、化學等統統都學。

其中，也有他從小著迷的植物學。為了了解更多還加入了維也納植物協會。

按理說，雄厚的知識儲備通過當時的考試是分分鐘的事兒，但他偏偏對植物學教授的一些見解有了不同看法。

兩人發生了爭執，結果直接導致考試不及格，他的教師夢也宣告破滅。

他憤懣不平地回到了修道院，心想一定要做出一些成果來證明自己。

心有不甘的他恰好趕上了修道院像極了研究所的時代*。本是神職人員的他們，也干起了科學家們的事，積極做著各種實驗。或許看起來有些詭異，但當時的背景下卻毫無違和感。

於是，孟德爾選擇了自己從小就感興趣豐富多彩的大自然背後到底是怎樣遺傳的這個問題來「深耕」。

*註：西方實驗科學與修道院有著密切的聯繫，儘管對其研究與觀察服務於教會，但修道士們在觀察實驗中新的發現，也會推動著科學的發展。

此前，人們對遺傳現象已有研究，並進行過雜交試驗，但當時大多數生物學家認同「混合遺傳」的學說。

這種傳統的學說認為生物的遺傳像調色一樣簡單粗暴，白色綿羊和黑色綿羊交配生下的就是灰色綿羊。

可孟德爾卻認為後代若只是簡單綜合父母的性狀，重複下去所有生物的性狀都趨於相同，明顯和絢爛多彩的大自然不相符。

起初，他先選擇了幾種植物嘗試去做實驗，但屢屢失敗了。

隨後，他意識到材料的選用是實驗成功的關鍵，要用的植物一定是性狀*明顯、穩定，並且能在雜交時不受外界的影響的。

按這個標準，他開始從20多種植物中尋找。而最後找到的卻是飯菜里不起眼的豌豆。

*註：性狀(是指生物的形態結構，生理特徵，行為習慣等具有的各種特徵。任何生物都有許多性狀，比如形態特徵（如豌豆種子的顏色，形狀）等。

有了實驗材料，下一步就是做實驗了。但他拿的可不是什麼實驗器材，反倒是在後院的一畝三分地舉起了鋤頭，開始種豌豆。

看起來，別人在研究化學，他在種豆！別人在研究神學，他也在種豆！別人在研究物理學，他還在日復一日地種豆。這一種就是整整兩年的時間。

就這樣兩年過去了，實驗還沒有真正地開始。

原來他是要從34種不同類型的豌豆中，選取相對性狀明顯的進行試驗觀察，最後也只是選了14種，組成了7組參照物而已。

而後，他對這7種類型的豌豆進行分別雜交，發現子代的性狀並非綜合了兩個親本的，而是表現出親本的其中一種。

奇怪的是，子一代自花授粉後產生的子二代中，親本的兩個性狀又表現出來了。

具體到實驗里，當紅花和白花（豌豆）進行雜交時，第一代的植株全都開紅花，但到自花授粉的第二代，卻又出現了開白花的植株。

順著這個現象，他盡量擴大實驗規模，仔細把雜種後代進行分類，並用數學方法加以統計分析。

他記錄的子二代中紅花豌豆705株，白花豌豆224株，兩者之比接近3：1。

同時，當進行兩對相對性狀雜交時，子二代中4種類型的比例數是9：3：3：1，恰好是3：1的平方。

在前前後後測試了近30000株豌豆後，孟德爾終於總結出雜交性狀在後代系列的分離比是3：1。

進一步的，從學術上概況起來就是我們高中生物課本上所熟知的兩大定律，一是分離律，決定同一性狀的成對遺傳因子彼此分離，獨立地遺傳給後代；二是自由組合律，確定不同遺傳性狀的遺傳因子間可以自由組合。

而當時的達爾文正為進化論的進一步解釋*一籌莫展，也在做大量這方面的實驗。

但是達爾文沒有孟德爾那樣紮實的數學功底，他是一個從博物學家成長起來的生物學家，對數學一直持藐視的態度。

他時常說些俏皮話表達自己的態度：數學之於生物學，就像是木匠鋪里的刮鬍刀。

孟德爾則運用數學這個重要的工具，深入淺出地看待問題，從自然界的複雜多樣中抽絲剝繭，得出了偉大的規律。

達爾文跌倒的地方，卻成了孟德爾稱霸的地盤，可謂是激動人心。

*註：1859年，達爾文提出進化論後，招來了嚴厲批評：進化論違背當時人們的遺傳學共識。因為根據「混合學說」，性狀越來越單調，不存在很多可供選擇的性狀，因而物競天擇是不存在的。

1865年，在布魯恩自然科學學會，他像懷揣著珍寶一樣，充滿期待地宣讀了自己的結果。

但結果卻讓他大失所望，所有人都覺得他說得好像有點道理，但是又覺得不明所以。

即使當地有報道他的演講內容，但這在學術界卻掀不起一絲波瀾。

孟德爾當然不肯放棄自己8年來的艱辛，一等論文發表後，他就猛地把40份抽印本寄給各地著名的科學家。但他寄出去的論文幾乎就像石沉大海，迴音寥寥。

原本孟德爾最壞的打算便是能像達爾文發布進化論一樣，引來猛烈的抨擊和打壓。殊不知，遭遇學術上的冷暴力更可怕，無人理解與認可，甚至還沒有人願意聽。

興許在人們眼裡，他只不過是個普通的牧師，沒有博士、教授的頭銜。據說他辛苦研究的成果竟被看作是「為了消遣，一個有魅力懶漢的嘮叨罷了」。

也許孟德爾曾為人們迷信權威，對小人物有偏見的態度再次憤懣不平，甚至是寒心。

幸運的是，他遇冷後很快就調整好心態繼續論證自己的成果，不只是種植豌豆，還做了紫羅蘭、茯苓、玉米和紫茉莉等植物的實驗，發現都符合所得出的結論。

他也不屑再去說服那些專家們，甘願忍受孤寂，畢竟他的成果更像是給各個時代的，短暫埋沒更像是整個學術界的損失。據他的一個朋友說，孟德爾生前相信「我的時代會到來」。

確實如此。但也等他去世16年、理論公布34年以後才等到。同時有三位科學家發現了他的理論。

圖：孟德爾與重新發現他的三位科學家

原本一籌莫展的遺傳學界，也因為孟德爾的研究成果突然迸發出了新的激情。就好像是大家本來沒事做了，這哥們提出這個定律為遺傳家們開啟了新世紀的大門。

它一被重新發現之後，直接正式誕生了遺傳學,由此染色體的分離、交叉等破解生命遺傳的研究成果紛至沓來；

接著，遺傳學和進化論結合，又催生了分子生物學、重組DNA技術，全面改觀了生命科學。

幾乎每個時代都有孟德爾及其成果的身影，他也不再是當初孤寂的小人物，而一再被人提起，尊稱為「超越時代的天才」。

所謂天才，也許就是有著比任何人都更抵擋得住孤寂、偏見的經驗本領罷了。

*參考資料

Mendel. Wikipedia.

Huntingtons disease. Wikipedia.

Mendelian inheritance.Wikipedia.

Solitude of a Humble Genius - Gregor Johann Mendel: Volume 1: Formative Years, Jan Klein and Norman Klein, pp 91-103.

Bowler, Peter J. Evolution: the history of an idea. Berkeley: University of California Press. 2003. ISBN 0-520-23693-9.

Nirenberg: History Section: Gregor Mendel.