Crucile lui Mendel
Munca lui Mendel a fost realizată folosind mazăre de grădină, Pisum sativum, pentru a studia moștenirea. Această specie în mod natural se auto-fertilizează, adică polenul întâlnește ovule în cadrul aceleiași flori. Petalele florilor rămân sigilate strâns până la finalizarea polenizării pentru a preveni polenizarea altor plante. Rezultatul este plantele de mazăre foarte consangvinizate sau „cu adevărat-reproducătoare”. Acestea sunt plante care produc întotdeauna descendenți care arată ca părintele. Experimentând cu plante de mazăre cu reproducere adevărată, Mendel a evitat apariția unor trăsături neașteptate la descendenți care ar putea apărea dacă plantele nu ar fi o reproducere adevărată. Mazărea de grădină crește, de asemenea, până la maturitate într-un sezon, ceea ce înseamnă că mai multe generații ar putea fi evaluate într-un timp relativ scurt. În cele din urmă, cantități mari de mazăre de grădină ar putea fi cultivate simultan, permițându-i lui Mendel să concluzioneze că rezultatele sale nu au apărut pur și simplu întâmplător.
Mendel a efectuat hibridizări, care implică împerecherea a doi indivizi cu reproducere adevărată care au trăsături diferite. În mazăre, care se autopolenizează în mod natural, acest lucru se realizează prin transferul manual de polen din antera unei plante de mazăre maturi dintr-un soi în stigmatul unei plante de mazăre mature separate din al doilea soi.
Plantele folosite în cruci de primă generație au fost numite P, sau generația părintească, plante (Figura 8.3). Mendel a colectat semințele produse de plantele P care au rezultat din fiecare cruce și le-au crescut în sezonul următor. Acești urmași au fost numiți generația F1 sau prima filială (filială = fiică sau fiu). Odată ce Mendel a examinat caracteristicile din Generația F1 de plante, le-a permis să se autofertilizeze în mod natural. Apoi a colectat și a crescut semințele din plantele F1 pentru a produce generația F2, sau a doua filială. Experimentele lui Mendel s-au extins dincolo de Generatia F2 la generația F3, generația F4 și așa mai departe, dar raportul caracteristicilor din generațiile P, F1 și F2 a fost cel mai interesant și a devenit baza postulatelor lui Mendel.
În publicația sa din 1865, Mendel a raportat rezultatele încrucișărilor sale care implică șapte caracteristici diferite, fiecare cu două trăsături contrastante. O trăsătură este definită ca o variație a aspectului fizic al unei caracteristici ereditare. Caracteristicile includ înălțimea plantei, textura semințelor, culoarea semințelor, culoarea florii, dimensiunea bobului de mazăre, culoarea bobului de mazăre și poziția florii. Pentru caracteristica culorii florilor, de exemplu, cele două trăsături contrastante au fost alb versus violet. Pentru a examina pe deplin fiecare caracteristică, Mendel a generat un număr mare de plante F1 și F2 și a raportat rezultate de la mii de plante F2.
Ce rezultate a găsit Mendel în crucile sale pentru culoarea florilor? În primul rând, Mendel a confirmat că folosește plante care au crescut pentru culoarea albă sau violetă a florilor. Indiferent de numărul de generații examinate de Mendel, toți descendenții auto-încrucișați ai părinților cu flori albe aveau flori albe, iar toți descendenții auto-încrucișați ai părinților cu flori violete aveau flori violete. În plus, Mendel a confirmat că, în afară de culoarea florilor, plantele de mazăre erau identice fizic. Aceasta a fost o verificare importantă pentru a ne asigura că cele două soiuri de plante de mazăre diferă doar în ceea ce privește o trăsătură, culoarea florii.
Odată finalizate aceste validări, Mendel a aplicat polenul de la o plantă cu flori violete la stigmatul unei plante cu flori albe. După ce a adunat și a semănat semințele care au rezultat din această cruce, Mendel a constatat asta 100% din F1 generația hibridă avea flori violete. Înțelepciunea convențională din acel moment ar fi prezis că florile hibride vor fi violet pal sau ca plantele hibride să aibă un număr egal de flori albe și violete. Cu alte cuvinte, se aștepta ca trăsăturile parentale contrastante să se amestece în descendenți. În schimb, rezultatele lui Mendel au demonstrat că trăsătura florii albe dispăruse complet în generația F1.