Meus estudos científicos me proporcionaram grande satisfação; e estou convencido de que não demorará muito para que o mundo inteiro reconheça os resultados do meu trabalho.
Gregor Johann Mendel foi um cientista, meteorologista, matemático, biólogo, frade agostiniano e abade da Abadia de São Tomás em Brno, Margraviate of Moravia. Mendel nasceu em uma família de língua alemã na parte Silésio do Império Austríaco, atual República Tcheca, e ganhou reconhecimento póstumo como o fundador da ciência moderna da genética. Embora os agricultores soubessem há milênios que o cruzamento de animais e plantas poderia favorecer certas características desejáveis, os experimentos com plantas de ervilha de Mendel realizados entre 1856 e 1863 estabeleceram muitas das regras da hereditariedade, agora denominadas leis da herança mendeliana.
Mendel trabalhou com sete características das plantas de ervilha: altura da planta, forma e cor da vagem, forma e cor da semente e posição e cor da flor. Tomando a cor da semente como exemplo, Mendel mostrou que quando uma ervilha amarela de reprodução verdadeira e uma ervilha verde de reprodução verdadeira eram cruzadas, seus descendentes sempre produziam sementes amarelas. Porém, na geração seguinte, as ervilhas verdes reapareceram em uma proporção de 1 verde para 3 amarelas. Para explicar esse fenômeno, Mendel cunhou os termos "recessivo" e "dominante" em referência a certas características. No exemplo anterior, a característica verde, que parecia ter desaparecido na primeira geração filial, é recessiva e a amarela é dominante. Ele publicou seu trabalho em 1866, demonstrando as ações de "fatores" invisíveis — agora chamados de genes — na determinação previsível das características de um organismo.
A importância profunda do trabalho de Mendel não foi reconhecida até a virada do século 20, mais de três décadas depois, com a redescoberta de suas leis. Erich von Tschermak, Hugo de Vries e Carl Correns verificaram independentemente vários dos achados experimentais de Mendel em 1900, inaugurando a era moderna da genética.
Vida e carreira
Mendel nasceu em uma família checa de língua alemã em Hynčice (Heinzendorf bei Odrau em alemão), na fronteira Morávia-Silésia, Império Austríaco, agora parte da República Tcheca. Era filho de Anton e Rosine Schwirtlich Mendel e tinha uma irmã mais velha, Veronika, e uma mais jovem, Theresia. Viviam e trabalhavam em uma fazenda que pertencia à família Mendel há pelo menos 130 anos; a casa onde Mendel nasceu agora é um museu dedicado a Mendel. Durante sua infância, Mendel trabalhou como jardineiro e estudou apicultura. Como jovem, frequentou o ginásio em Opava (chamado de Troppau em alemão). Precisou tirar quatro meses de folga durante seus estudos no ginásio devido a doença. De 1840 a 1843, estudou filosofia prática e teórica e física no Instituto Filosófico da Universidade de Olomouc, tirand mais um ano de folga por causa da doença. Ele também enfrentou dificuldades financeiras para pagar seus estudos, e Theresia lhe deu seu dote. Mais tarde, ele ajudou a sustentar seus três filhos, dois dos quais se tornaram médicos.
Tornou-se monge em parte porque isso lhe permitiu obter uma educação sem ter que pagar por ela mesmo. Como filho de um agricultor que enfrentava dificuldades, a vida monástica, em suas palavras, o poupou da "ansiedade perpétua sobre um meio de subsistência." Nascido Johann Mendel, recebeu o nome Gregor Řehoř em tcheco quando se juntou aos monges agostinianos.
Quando Mendel entrou na Faculdade de Filosofia, o Departamento de História Natural e Agricultura era dirigido por Johann Karl Nestler, que conduzia extensa pesquisa sobre características hereditárias de plantas e animais, especialmente ovelhas. Por recomendação de seu professor de física Friedrich Franz, Mendel entrou na Abadia Agostiniana de São Tomás em Brno (chamada Brünn em alemão) e começou seu treinamento como sacerdote. Mendel trabalhou como professor substituto no ensino médio. Em 1850, ele falhou na parte oral, a última de três partes, de seus exames para se tornar um professor de ensino médio certificado. Em 1851, foi enviado para a Universidade de Viena para estudar sob o patrocínio do Abade Cyril František Napp para que pudesse obter mais educação formal. Em Viena, seu professor de física foi Christian Doppler. Mendel retornou à sua abadia em 1853 como professor, principalmente de física. Em 1856, ele fez o exame para se tornar um professor certificado e novamente falhou na parte oral. Em 1867, substituiu Napp como abade do mosteiro.
Após ser elevado a abade em 1868, seu trabalho científico praticamente terminou, pois Mendel ficou sobrecarregado com responsabilidades administrativas, especialmente uma disputa com o governo civil sobre sua tentativa de impor impostos especiais a instituições religiosas. Mendel morreu em 6 de janeiro de 1884, aos 61 anos, em Brno, Morávia, Áustria-Hungria, atual República Tcheca, de nefrite crônica. O compositor tcheco Leoš Janáček tocou órgão em seu funeral. Após sua morte, o abade subsequente queimou todos os papéis da coleção de Mendel para marcar o fim das disputas sobre tributação.
Contribuições
Experimentos sobre hibridização de plantas
Gregor Mendel, conhecido como o "pai da genética moderna", escolheu estudar a variação em plantas no jardim experimental de 2 hectares (4,9 acres) de seu mosteiro.
Após experimentos iniciais com plantas de ervilha, Mendel se concentrou em estudar sete características que pareciam ser herdadas independentemente de outras características: forma da semente, cor da flor, cor do revestimento da semente, forma da vagem, cor da vagem imatura, local da flor e altura da planta. Ele se concentrou primeiro na forma da semente, que era angular ou redonda. Entre 1856 e 1863, Mendel cultivou e testou aproximadamente 28.000 plantas, a maioria das quais eram plantas de ervilha (Pisum sativum). Este estudo mostrou que, quando variedades diferentes de reprodução verdadeira foram cruzadas uma com a outra (por exemplo, plantas altas fertilizadas por plantas baixas), na segunda geração, uma em cada quatro plantas de ervilha tinha características recessivas puras, duas em cada quatro eram híbridas e uma em cada quatro eram dominantes puras. Seus experimentos o levaram a fazer duas generalizações: a Lei da Segregação e a Lei da Segregação Independente, que posteriormente ficaram conhecidas como as Leis da Herança de Mendel.
Recepção inicial do trabalho de Mendel
Mendel apresentou seu artigo, "Versuche über Pflanzenhybriden" ("Experimentos sobre Hibridização de Plantas"), em duas reuniões da Natural History Society of Brno em Morávia em 8 de fevereiro e 8 de março de 1865. Gerou alguns relatórios favoráveis em jornais locais, mas foi ignorado pela comunidade científica. Quando o artigo de Mendel foi publicado em 1866 em Verhandlungen des naturforschenden Vereines in Brünn, foi visto principalmente como sobre hibridização em vez de hereditariedade, teve pouco impacto e foi citado apenas cerca de três vezes nos próximos trinta e cinco anos. Seu artigo foi criticado na época, mas agora é considerado uma obra seminal. Notavelmente, Charles Darwin não estava ciente do artigo de Mendel, e é imaginável que se ele tivesse estado, a genética como existe agora poderia ter se estabelecido muito mais cedo. A biografia científica de Mendel assim fornece um exemplo da falha de inovadores obscuros e altamente originais em receber a atenção que merecem.
Redescoberta do trabalho de Mendel
Aproximadamente quarenta cientistas ouviram as duas palestras revolucionárias de Mendel, mas parece que falharam em compreender seu trabalho. Mais tarde, ele também manteve correspondência com Carl Nägeli, um dos principais biólogos da época, mas Nägeli também falhou em apreciar as descobertas de Mendel. Às vezes, Mendel deve ter tido dúvidas sobre seu trabalho, mas nem sempre: "Meu tempo virá," ele supostamente disse a um amigo, Gustav von Niessl.
Durante a vida de Mendel, a maioria dos biólogos mantinha a ideia de que todas as características eram passadas para a próxima geração através da herança por mesclagem, em que as características de cada pai são calculadas em média. Exemplos desse fenômeno agora são explicados pela ação de múltiplos genes com efeitos quantitativos. Charles Darwin tentou sem sucesso explicar a herança através de uma teoria de pangênese. Não foi até o início do século 20 que a importância das ideias de Mendel foi percebida.
Por 1900, pesquisas visando encontrar uma teoria bem-sucedida de herança descontínua em vez de herança por mesclagem levaram à duplicação independente de seu trabalho por Hugo de Vries e Carl Correns, e à redescoberta dos escritos e leis de Mendel. Ambos reconheceram a prioridade de Mendel, e é pensado que seja provável que de Vries não tenha entendido os resultados que havia encontrado até depois de ler Mendel. Embora Erich von Tschermak tenha sido originalmente também creditado com a redescoberta, isso não é mais aceito porque ele não entendeu as leis de Mendel. Embora de Vries tenha perdido interesse em Mendelismo mais tarde, outros biólogos começaram a estabelecer a genética moderna como uma ciência. Todos esses três pesquisadores, cada um de um país diferente, publicaram sua redescoberta do trabalho de Mendel em um período de dois meses na primavera de 1900.
Os resultados de Mendel foram rapidamente replicados, e a ligação genética foi rapidamente esclarecida. Biólogos se uniram à teoria; mesmo que ainda não fosse aplicável a muitos fenômenos, procurou dar uma compreensão genotípica da hereditariedade que se sentia estar faltando em estudos anteriores de hereditariedade, que haviam se focado em abordagens fenotípicas. Mais proeminente dessas abordagens anteriores foi a escola biométrica de Karl Pearson e W. F. R. Weldon, que se baseava muito em estudos estatísticos da variação do fenótipo. A oposição mais forte a essa escola veio de William Bateson, que talvez tenha feito mais nos primeiros dias da publicidade dos benefícios da teoria de Mendel; a palavra "genética" e grande parte da outra terminologia da disciplina originaram-se com Bateson. Este debate entre os biometristas e os mendelianos foi extremamente vigoroso nas primeiras duas décadas do século 20, com os biometristas reivindicando rigor estatístico e matemático, enquanto os mendelianos reivindicavam uma melhor compreensão da biologia. A genética moderna mostra que a hereditariedade mendeliana é de fato um processo inerentemente biológico, embora nem todos os genes dos experimentos de Mendel sejam ainda compreendidos.
No final, as duas abordagens foram combinadas, especialmente pelo trabalho conduzido por R. A. Fisher já em 1918. A combinação, nos anos 1930 e 1940, da genética mendeliana com a teoria de seleção natural de Darwin resultou na síntese moderna da biologia evolutiva.
Outros experimentos
Mendel começou seus estudos sobre hereditariedade usando camundongos. Estava na Abadia de São Tomás, mas seu bispo não gostava que um de seus frades estudasse sexo animal, então Mendel mudou para plantas. Mendel também criou abelhas em uma casa de abelhas que foi construída para ele, usando colmeias que ele desenhou. Ele também estudou astronomia e meteorologia, fundando a "Sociedade Meteorológica Austríaca" em 1865. A maioria de seus trabalhos publicados estava relacionada à meteorologia.
Mendel também experimentou com filadélficas (Hieracium) e abelhas. Publicou um relatório sobre seu trabalho com filadélficas, um grupo de plantas de grande interesse para cientistas da época por causa de sua diversidade. Porém, os resultados do estudo de herança de Mendel em filadélficas foram diferentes de seus resultados para ervilhas; a primeira geração foi muito variável e muitos de seus descendentes eram idênticos ao parental materno. Em sua correspondência com Carl Nägeli, ele discutiu seus resultados, mas foi incapaz de explicá-los. Não foi apreciado até o final do século 19 que muitas espécies de filadélficas eram apomícticas, produzindo a maioria de suas sementes através de um processo assexuado.
Nenhum de seus resultados sobre abelhas sobreviveu, exceto por uma menção casual nos relatórios da Sociedade Morávia de Apicultura. Tudo o que se sabe definitivamente é que ele usava abelhas Cipriotas e Carniolanas, que eram particularmente agressivas para o incômodo de outros monges e visitantes do mosteiro, de modo que ele foi solicitado a se livrar delas. Mendel, por outro lado, era apaixonado por suas abelhas e as chamava de "meus queridíssimos animalzinhos".
Ele também descreveu novas espécies de plantas, e estas são denotadas com a abreviação do autor botânico "Mendel".
Paradoxo mendeliano
Em 1936, R.A. Fisher, um proeminente estatístico e geneticista de populações, reconstruiu os experimentos de Mendel, analisou resultados da geração F2 (segunda geração filial) e encontrou a proporção de fenótipos dominantes para recessivos (por exemplo, ervilhas amarelas versus verdes; ervilhas lisas versus enrugadas) sendo implausível e consistentemente muito próxima à proporção esperada de 3 para 1. Fisher afirmou que "os dados da maioria, se não de todos, dos experimentos foram falsificados para concordar muito com as expectativas de Mendel." As supostas observações de Mendel, de acordo com Fisher, eram "abomináveis", "chocantes" e "cozidas".
Outros estudiosos concordam com Fisher que as várias observações de Mendel chegam desconfortavelmente perto das expectativas de Mendel. Anthony W.F. Edwards, por exemplo, observa: "Pode-se aplaudir o jogador sortudo; mas quando ele é sortudo novamente amanhã, e no próximo dia, e no dia seguinte, tem-se o direito de ficar um pouco suspeito". Três outras linhas de evidência também apoiam a afirmação de que os resultados de Mendel são realmente bons demais para ser verdade.
A análise de Fisher deu origem ao paradoxo mendeliano, um paradoxo que permanece não resolvido até hoje. Assim, por um lado, os dados relatados de Mendel são, falando estatisticamente, bons demais para ser verdade; por outro lado, "tudo o que sabemos sobre Mendel sugere que era improvável que ele se envolvesse em fraude deliberada ou em ajuste inconsciente de suas observações." Vários escritores tentaram resolver
