孟德尔1822年出生在今天的捷克境内的多瑙河畔,当时那里属于奥匈帝国的版图。他的父亲是个普通的农民,除了辛苦务农外,喜欢研究园艺。孟德尔小时候在父亲的熏陶下对种植花木充满了兴趣。上学后,孟德尔每门课程的成绩都是优良。然而由于家境贫寒,有时他甚至整天饿着肚子听课,依靠做家庭教师的收入,总算读完了高中。
屋漏偏逢连阴雨,家中的顶梁柱父亲在一次伐树时,被倒下来的树砸伤了胸部,长期不愈。为了维持生计,父亲将家里的土地全部卖掉,把卖地的钱平均分给了几个孩子。就在孟德尔为筹措大学学费发愁时,妹妹将自己的那份钱赠给了他,这笔钱本来是用做妹妹的嫁妆费的。靠着妹妹做出的牺牲,孟德尔终于进入神学院学习。
在神学院的时间同样被分成两部分,一部分给自己的学业,另一部分用来做家庭教师挣钱糊口。1843年,优秀而贫穷的孟德尔毕业了,他的内心很喜欢自然科学,对宗教和神学并无多大兴趣,然而为了摆脱饥寒交迫
的生活,他违背自己的愿望,成为修道院中的一名修道士。令孟德尔惊喜的是,在他所加入的修道院里,讲经布道并不是生活中的唯一,这里也可以进行学术研究。修道院的院长同时也是当地农业协会的负责人,并倡导人们研究物种的遗传规律,改良作物的品种。此外,修道院中还有个小植物园,这个生机盎然的场地,如同上帝赐给孟德尔的礼物,给刚来的他一个展示自己才学的舞台。
在当时的欧洲,人们热衷于进行植物杂交实验,希冀了解生物遗传和变异的奥秘。在被修道院送到维也纳大学学习归来后,孟德尔对生物遗传和变异非常好奇,便想利用闲暇时间进行研究。研究遗传和变异首先要选择合适的实验材料,孟德尔选择了不起眼的豌豆。豌豆是一种严格自花传粉的植物,它的雄蕊被花瓣包围,将外来的花粉拒之门外;豌豆容易栽培,而且生长期短;它具有容易识别的各种形状。豌豆的品种很多,孟德尔东奔西走,找来了34种豌豆的种子,并从里面进行了精心的挑选。他从这些品种中确定了7对具有明显差异的性状:
子叶颜色:黄色或绿色; 开花位置:掖部或顶端;
茎的高度:高茎或矮茎; 未熟时豆荚颜色:绿色或黄色;
豆荚形状:饱满或萎缩; 种皮颜色:灰色或白色;
种粒形状:圆形或皱形
然后,孟德尔便开始了豌豆杂交实验。这是很枯燥的劳动,他播种、收获,统计不同性状豌豆的数目;然后再播种、收获,再统计下一批豌豆的性状出现概率。在旁人看来,孟德尔简直是没事找事,日复一日、年复一年地重复着“毫无意义的举动”,这个怪人挑选好的豌豆种子种在地里,少数栽在花盆里。他还用木棍、树枝或绳子把豌豆苗支撑起来,让它们保持直立的姿势。他还小心翼翼地防备甲虫捣乱,防止它们乱传花粉,这样的工作能看到成功的希望吗?
许多人对这个修道士的自讨苦吃表示不理解,但是每收获一批豌豆,孟德尔的心中希望的火苗就燃烧得更旺盛一些。他逐渐看出了豌豆遗传规律的端倪。他将高茎的豌豆与矮茎的豌豆杂交后,收获了一批豌豆种子。将这批种子种在地里,长出来的豌豆苗个个都是高茎的。真奇怪!矮茎特征跑到那里去了?第二批豌豆种子收获后,带着疑问的孟德尔又将它们种了下去。这一次,地里长出的豌豆,有高茎的,也有矮茎的,矮茎特征又重新出现了。数一数高茎豌豆秧和矮茎豌豆秧的数目,有787棵高茎的、277棵矮茎的。这代表什么含义呢?
孟德尔又拿其它豌豆的性状做实验,发现了同样的规律:第一批收获的种子种下去,长出了全是一种性状的个体;收获的第二批种子再种下去,豌豆秧的性状就发生了分化,其中不同性状植株的比例是:
高茎∶矮茎=787∶277=2.84∶1; 圆形的∶皱形的=5474∶1850=2.96∶1;
黄子叶∶绿子叶=6022∶2001=3.01∶1; 灰种皮∶白种皮=705∶224=3.15∶1
一对性状植株的比例基本上是3:1。规律找出来了,怎么解释这个规律呢?孟德尔苦苦思索着。他有一个业余爱好,就是看戏。一次看戏归来,重新面对高矮胖瘦不一的豌豆时,他突然想到,演戏的时候,有的演员在幕前演出,有的演员在幕后做准备。植物表现出来的性状,不就像在幕前给观众演出的演员吗?那些没有表现出来的性状,就如同在幕后做准备工作的演员,等待着上场的机会。孟德尔一下子豁然开朗,想通了豌豆遗传的奥秘。


