Prije više od četiri stoljeća, francuski pisac Michel de Montaigne (1533.-1592.) upitao se u jednom od svojih eseja kako je mogao naslijediti žučne kamence od svoga oca. Naime, otac ih nije imao sve dok sinu nije bilo 25 godina, a i on ih je dobio nakon četrdeset pete.
Ljudi su pretpostavljali da se osobine nalaze „u krvi“ i da se prenose s pokoljenja na pokoljenje, pa dijete nasljeđuje ne samo obilježja svojih roditelja nego i udaljenih predaka.
Putovi nasljeđivanja ostali su nepoznati sve do 18. stoljeća, u kojem je izvršeno mnoštvo istraživanja upravo na tom polju. Uzgajivači konja, goveda, svinja, pasa i ostalih domaćih životinja počeli su izdvajati jedinke koje su posjedovale željene karakteristike i križati ih s ostalima. Iako im pristup nije bio znanstven, razvili su nova svojstva koja su se dalje nasljeđivala u idućim generacijama. Razvoj suvremenih trkaćih konja odličan je primjer takvog uzgoja. U 19. su stoljeću i uzgajivači biljaka na isti način stvorili mnoštvo raznolikog cvijeća i povrća.
Nova istraživanja
Bitno je znati da iako pojedini pripadnici novih generacija pokazuju nova svojstva – s povremenim neočekivanim povratkom na osobine ranijih generacija – oni ne čine novu vrstu i mogu se i dalje uspješno razmnožavati s najrazličitijim jedinkama svoje vrste.
Tijekom 19. stoljeća biolozi su pod mikroskopom promatrali oplodnju ženske spolne stanice (jaje) muškom (spermatozoid) i kasniji razvoj novog organizma diobom oplođene jajne stanice. U istom razdoblju Charles Darwin (1809.-1882.) objavljuje svoju evolucijsku teoriju u djelu Podrijetlo vrsta. Ali čak ni on nije znao kako djeca nasljeđuju svojstva svojih roditelja. U međuvremenu, daleko od znanstvenih krugova, austrijski je redovnik tiho izvodio niz eksperimenata koji su doveli do otkrića prirode nasljeđivanja.
Johann Mendel rođen je 22. srpnja 1822. u Heizendorffu u Šleziji. Dvije je godine studirao na Filozofskom institutu u Olomoucu, a zatim je, 1843. godine, pristupio augustinskom samostanu u Brnu i uzeo redovničko ime Gregor. Diplomirao je matematiku (1850. godine), ali ironijom sudbine to isto ne uspijeva u biologiji. Pa ipak, nadstojnik samostana šalje ga u Beč, gdje tri godine izučava fiziku, kemiju, matematiku, zoologiju i botaniku. Iako nikada nije postao učitelj, po povratku u Brno (1854.) zapošljava se na Visokoj tehničkoj školi. Za nadstojnika samostana izabran je 1868. godine.
Grašak
U malom samostanskom vrtu, 1856. godine započinje svoja istraživanja na grašku. Do tada su znanstvenici proučavajući nasljeđivanje kod biljnih i životinjskih vrsta pratili samo jedno svojstvo, što se pokazalo najvećom zaprekom znanstvenom razumijevanju nasljeđivanja. Ostala su svojstva zanemarili smatrajući ih nevažnima. Mendel je, naprotiv, pratio svako nasljedno svojstvo u nizu generacija.
Grašak se, kao samooplodna biljka, pokazao najpovoljnijim organizmom za genetička istraživanja. S obzirom da se tučak oprašuje peludom vlastitog cvijeta, iz generacije u generaciju nastaju nasljedno čiste jedinke. Tako biljka uvijek pokazuje samo jedno od nasljednih svojstava: jarko obojene ili slabo obojene cvjetove, glatke ili naborane sjemenke, žute ili zelene sjemenke, visoke ili niske stabljike. Mendel je izvršio međusobnu oplodnju dviju različitih jedinki: svi pripadnici iduće generacije pokazali su iste karakteristike – visoku stabljiku, jarko obojene cvjetove , glatke i žute sjemenke.
Ta je svojstva nazvao „dominantnima“. Kada je toj hibridnoj generaciji dopustio međusobnu oplodnju, tri četvrtine sljedeće generacije imalo je iste dominantne osobine, a jedna četvrtina ostala svojstva , koja je nazvao „recesivnima“ . Svoje rezultate s graškom Mendel nije uspio ponoviti na drugim vrstama, ali ostali su genetičari pokazali da njegovi principi nasljeđivanja vrijede za sva živa bića koja se spolno razmnožavaju.
Mendel je zaključio da svaki roditelj ima dva činioca za svako nasljedno svojstvo. Dominantni činilac daje visoke stabljike, a recesivni niske. Križamo li grašak visoke stabljike, a recesivni niske. Križamo li grašak visoke stabljike s graškom niske stabljike. Međutim, činilac koji uzrokuje pojavu niskih stabljika nije se izgubio, već se može ponovno pojaviti u kasnim generacijama, i to ako se izvrši križanje s biljkom koja također nosi činilac za nisku stabljiku.
Činioci i geni
Zaključak je bio da svaka biljka ima dva činioca koji se podijele nakon oprašivanja, ali mogu ponovno zajedno nastupiti u kasnijim generacijama. Te „činioce“ danas nazivamo genima – kako je 1909. predložio danski biolog Wilhelm Ludwig Johannsen (1857.-1927.). Naziv dolazi od grčke riječi i znači „roditi nešto“.
Mendel je napisao izvještaj o svom radu i kopiju poslao poznatom švicarskom botaničaru Karlu Wilhelmu von Nageliju (1817.-1891.). Obeshrabrilo ga je što Nageli nije podržao njegove ideje. Zbog povećanih obaveza u samostanu Mendel je polako zapustio rad na gredicama graška. Objavio ga je 1866. godine u jednom austrijskom časopisu malog značaja. Umro je 6. siječnja 1884. godine kao nadstojnik samostana, a da nitko u njemu nije prepoznao pionira genetike.
Zasluženo priznanje stiglo je nakon 16 godina. Nizozemski profesor botanike Hugo de Vries (1848.-1935.) proučavao je jaglace na livadi kraj Amsterdama te uočio da rastu u tri različita oblika. Tijekom sljedećih deset godina uzgojio je 53 509 biljaka smatrajući da je izdvojio osam različitih „vrsta“ koje su mutirale iz originalne vrste. U isto su vrijeme dva botaničara, Karl Correns u Njemačkoj i Erich von Tschermak u Austriji, također proučavali mutacije.
Sva su tri znanstvenika provjeravala prijašnje publikacije i pronašla Mendelov rad. Nezavisno su objavili vlastita saznanja 1900. godine te citirali i u potpunosti priznali Mendelov rad. De Vriesov eksperiment ponovili su i drugi znanstvenici te pokazali da dobivene jedinke nisu pripadnici nove vrste, već samo jedinke iste vrste s novim obilježjima.
