מנדל והאפונים: על חוקי התורשה של גרגור מנדל

קצת היסטוריה

גרגור יוהאן מנדל נולד בתחילת המאה ה-19, בן למשפחת איכרים דלת אמצעים. הוא נשלח ללמוד במנזר וכבר מגיל צעיר גילה עניין במדעי הטבע. סקרנותו הרבה והשילוב של התעניינותו בחקלאות עם לימודיו האקדמיים בתחום המתמטיקה הובילו אותו לחקור את האפון התרבותי. בשנת 1866 פרסם מנדל את ממצאיו בכתב עת מדעי, אולם המאמר לא עורר תשומת לב מיוחדת מהקהילה המדעית, ולכן בחייו לא זכה מנדל להכרה שלה היה ראוי. בתחילת המאה ה-20 התגלו מחקריו של מנדל מחדש וזכו להערכה עולמית, ועד היום נחשב גרגור יוהאן מנדל לאבי תורת הגנטיקה. מסקנותיו מניסויו באפון התרבותי והתיאוריה שנסמכת על העובדות שגילה נקראים על שמו – תורשה מנדלית.
מחקרו של מנדל הוביל ליצירת הבסיס לגנטיקה המודרנית, והוא מהווה דוגמה לדרך שבה השיטה המדעית חושפת ומבינה את המנגנונים הפועלים בטבע.

מחקרים מדעיים במנזר מרוחק

מנדל היה נזיר שחי רוב חייו במנזר בכפר אוסטרי, רחוק ממרכזי המדע. הוא למד מתמטיקה באוניברסיטת וינה ועסק בטיפוח זני צמחים. לאחר שסיים את לימודיו החל לבצע ניסויים בהכלאות מלאכותיות של צמחי אפון תרבותי, בזנים בעלי פרחים סגולים ולבנים.

מנדל הכליא מאות צמחי אפונה לבנים וסגולים, בדק, ספר ותיעד את הצבעים של כל הצאצאים שנוצרו. כל הפרחים שנוצרו בהכלאות הראשונות בין הזן הלבן לזן הסגול היו סגולים, אולם כאשר הכליא מנדל את הצאצאים הסגולים בינם לבין עצמם הוא מצא שמספר הפרחים הסגולים בצאצאים היה גבוה פי שלושה ממספר הפרחים הלבנים.

מנדל חזר על ניסויים אלו פעמים רבות כדי להיות בטוח שהנתונים נכונים, והתוצאות אכן חזרו על עצמן. מניתוח התוצאות הסיק מנדל כי יש גורם הקובע את צבע פרח האפון, וכי גורם זה עובר בתורשה מההורים לצאצאיהם. מנדל גם הסיק כי הגורם התורשתי מכיל שני עותקים, שיחד קובעים את התכונה בצאצא. מנדל קבע כי יש עותק דומיננטי ועותק רצסיבי, וכי כל צמח הנושא את העותק הדומיננטי יפגין את התכונה השולטת. בזני האפונה של מנדל – פרח סגול.  העותק הנשלט, הצבע הלבן, יופיע רק כאשר הצאצא יירש שני עותקים של התכונה הרצסיבית מהוריו.

מנדל בדק את מסקנותיו שוב ושוב על ידי הכלאות מבחן, תוך הקפדה על תנאי ניסוי מבוקר. הוא חזה את התוצאות בעזרת הסטטיסטיקה שלמד במסגרת לימודיו באוניברסיטה.

חוקי התורשה של מנדל

לבסוף קבע מנדל שני חוקי תורשה בסיסיים:

1. חוק הסגרגציה (ההפרדה) – לכל תכונה שני עותקים, שנפרדים בתאי הרבייה (גמטות – תאי זרע וביציות), כך שכל הורה מוריש לצאצא עותק אחד.
2. חוק ההתפלגות העצמאית – העותקים נפרדים באופן אקראי בין תאי הרבייה, כך שלכל צאצא יש סיכוי שווה לקבל כל אחד משני העותקים מכל אחד משני ההורים.

היום אנחנו יודעים שהעותקים הללו הם אללים של גנים, ושיש תכונות הנקבעות על ידי יותר מגן אחד. יש גם גנים שחוקי ההורשה שלהם מורכבים יותר, אך אין ספק כי מנדל פרץ את הדרך וחוקיו עדיין מהווים את הבסיס למדע הגנטיקה.