Gregor Mendel

Mendel’in yaşamı ve eğitimi

Gregor Johann Mendel 20 Temmuz 1822’de, o dönemde Avusturya İmparatorluğu’nun Silezya bölgesinde yaşayan Almanca konuşan bir ailede doğdu. Doğduğu çevre, tarım ve bitki yetiştiriciliğiyle ilişkili gözlemler yapmasına elverişliydi. Mendel’in bilimsel ilgisi yalnızca bitkilerle sınırlı kalmadı; ilerleyen yıllarda meteoroloji ve astronomiyle de ilgilendi.

Eğitim hayatında doğa tarihi ve tarım alanlarıyla karşılaşması, kalıtsal özelliklere yönelik merakını güçlendirdi. Felsefe fakültesine girdiği dönemde bu bölümün doğa tarihi ve tarım biriminde, bitki ve hayvanlardaki kalıtsal özellikleri araştıran Johann Karl Nestler görev yapıyordu. Fizik öğretmeni Friedrich Franz’ın önerisiyle Brno’daki Aziz Thomas Manastırı’na katıldı ve Katolik rahiplik eğitimi almaya başladı.

Mendel bir süre lise öğretmenliği yaptı; ancak sertifikalı lise öğretmeni olabilmek için girdiği sınavların sözlü bölümünde 1850’de başarısız oldu. Manastır başrahibi Cyril František Napp’ın desteğiyle 1851’de Viyana Üniversitesine gönderildi. Burada daha düzenli bir bilim eğitimi aldı ve fizik profesörü Christian Doppler’in derslerini takip etti. 1853’te manastıra dönerek özellikle fizik öğretmenliği yaptı. 1856’da öğretmenlik yeterlilik sınavının sözlü bölümünde yeniden başarısız olması, onun araştırma yönelimini ortadan kaldırmadı; tersine, Brno’daki çalışma ortamında deneylerine yoğunlaşmasına zemin hazırladı.

Mendel 1867’de manastırın başrahibi oldu. 1868’den sonra yönetsel sorumlulukları, özellikle dinî kurumlara uygulanmak istenen vergilerle ilgili devletle yaşanan anlaşmazlık, bilimsel çalışmalarına ayırdığı zamanı büyük ölçüde azalttı. 6 Ocak 1884’te Brno’da kronik nefrit nedeniyle öldü.

Brno manastırındaki bilimsel çalışma ortamı

Mendel’in bilimsel çalışmaları, Brno’daki Aziz Thomas Manastırı ile manastırın deney bahçesi çevresinde gelişti. Manastır yalnızca dinî görevlerin yerine getirildiği bir yer değildi; burada eğitim, tarım ve doğa araştırmalarıyla ilgilenmek için de imkân bulunuyordu. Mendel, yaklaşık iki hektarlık deney bahçesinde bitkiler yetiştirerek gözlemlerini düzenli deneylerle birleştirdi.

Bu ortamda Mendel, bitkilerdeki farklılıkları tek tek izleyebilmek için araştırmasını belirli özelliklere ayırdı. Manastırdaki görevleri ve öğretmenliği, ona hem çalışma alanı hem de bilimsel konular üzerinde düşünme fırsatı sağladı. Ancak başrahip olduktan sonra idarî işler ağır bastı ve bilimsel üretimi büyük ölçüde sona erdi. Böylece manastır, onun deneylerini mümkün kılan bir araştırma ortamı olduğu kadar, ilerleyen dönemde zamanını sınırlayan sorumlulukların da kaynağı oldu.

Bezelye deneylerinin amacı ve temel özellikleri

Mendel’in bezelye deneylerindeki amacı, bitkilerde görülen özelliklerin kuşaklar boyunca nasıl aktarıldığını belirlemekti. O dönemde kalıtımın çoğu zaman anne ve babadan gelen özelliklerin birbirine karışmasıyla gerçekleştiği düşünülüyordu. Mendel ise gözlenebilir özellikleri ayrı ayrı izleyerek, kalıtımın düzenli ve ölçülebilir bir yapısı olup olmadığını araştırdı.

Bezelyeyi seçmesinin önemli bir nedeni, farklı özellikleri belirgin biçimde göstermesi ve farklı çeşitlerinin kontrollü biçimde çaprazlanabilmesiydi. Mendel başlangıçta çeşitli özellikleri inceledikten sonra birbirinden bağımsız aktarıldığı görülen yedi özelliğe odaklandı. Bunlar bitkinin boyu, baklanın biçimi ve rengi, tohumun biçimi ve rengi, çiçeğin konumu ve rengiydi. Deney tasarımında önce belirli özellikleri sürekli gösteren, yani dölü boyunca aynı özelliği koruyan bitki çeşitlerini kullandı; ardından bu çeşitleri çaprazlayıp sonraki kuşakları gözlemledi.

Çalışmalarını 1856-1863 arasında sürdürdü ve çoğu bezelye olmak üzere yaklaşık 28.000 bitkiyi yetiştirip test etti. Örneğin sarı tohumlu ve yeşil tohumlu, kendi özelliklerini koruyan iki bezelye çeşidini çaprazladığında ilk kuşakta sarı tohumların ortaya çıktığını gördü. Ancak sonraki kuşakta yeşil tohumlu bezelyeler yeniden belirdi. Bu sonuç, ilk kuşakta görünmeyen bir özelliğin tamamen yok olmadığını, sonraki kuşakta tekrar ortaya çıkabildiğini gösterdi.

Mendel’in yöntemi, tek bir bitkiye bakıp genel sonuç çıkarmaktan farklıydı. Çok sayıda bitkiyi izledi, özellikleri sınıflandırdı ve kuşaklar arasındaki sonuçları karşılaştırdı. Böylece kalıtım araştırmasını nitel gözlemlerin ötesine taşıyarak sayılabilir sonuçlara dayandırdı. Bezelye deneylerinin temel önemi, görünür özelliklerin arkasında kuşaktan kuşağa aktarılan ve belirli biçimde davranan etkenler bulunduğunu göstermesidir.

Mendel’in kalıtım bilimine temel katkısı

Mendel’in temel katkısı, kalıtsal özelliklerin kuşaklar arasında rastgele bir karışım olarak değil, belirli kalıplar izleyerek aktarılabildiğini göstermesidir. Bu sonuca ulaşırken her özelliği diğerlerinden ayırdı ve bir özelliğin farklı kuşaklarda ne zaman göründüğünü takip etti. Böylece bugün gen olarak adlandırılan görünmez kalıtım etkenlerinin, canlıların özelliklerini öngörülebilir biçimde etkilediği fikrini ortaya koydu.

Sarı ve yeşil tohum örneğinde sarı rengin ilk kuşakta görünür olması, yeşil rengin ise sonraki kuşakta yeniden ortaya çıkması, özelliklerin kalıtım sırasında ortadan kaybolmadığını düşündürdü. Mendel’in açıklamasına göre bazı özellikler görünür hâle gelirken bazıları başka bir özelliğin yanında gizli kalabilir. Baskın özellik, birlikte bulunduğu durumda görünür olan özelliktir; çekinik özellik ise baskın özelliğin yanında görünmeyip sonraki kuşaklarda ortaya çıkabilen özelliktir. Bu kavramlar yalnızca tanıtım düzeyinde, Mendel’in gözlemlerini açıklamak için kullanılır.

Mendel’in deneyleri, bugün gen adı verilen etkenlerin o dönemde henüz bilinmediği bir zamanda yürütüldü. O, bu etkenleri görünmez “faktörler” olarak düşündü ve bunların organizmanın özelliklerini düzenli biçimde belirlediğini savundu. Bir canlının taşıdığı kalıtsal yapı ile dışarıdan gözlenen özelliği aynı şey değildir; bu temel ayrım genotip ve fenotip kavramlarıyla ifade edilir. Genotip kalıtsal yapıyı, fenotip ise bu yapının gözlenen özelliğini anlatır.

Mendel’in çalışmalarından iki genel sonuç çıktı: özelliklere ilişkin etkenlerin üreme hücreleri oluşurken birbirinden ayrılması ve farklı özelliklere ilişkin etkenlerin belirli koşullarda birbirinden bağımsız aktarılabilmesi. Bunlar daha sonra Mendel’in kalıtım yasaları olarak adlandırıldı. Örneğin bir özelliğin ilk kuşakta görünmemesi, onun kalıtsal yapıdan silindiği anlamına gelmez; uygun birleşimde sonraki kuşakta yeniden gözlenebilir. Mendel yasalarının ayrıntılı öğretimi, olasılık hesaplamaları ve Punnett karesi kullanımı ayrı konulardır.

Çalışmalarının yayımlanması ve bilim tarihindeki etkisi

Mendel, bitki melezleri üzerine çalışmasını 8 Şubat ve 8 Mart 1865’te Brno’daki Doğa Tarihi Derneğinin toplantılarında sundu. Sunumlar yerel gazetelerde birkaç olumlu haberle karşılaşsa da bilim çevreleri çalışmanın önemini hemen kavrayamadı. Çalışma 1866’da yayımlandığında daha çok bitki melezlemesi üzerine bir araştırma olarak değerlendirildi ve sonraki otuz beş yıl içinde yalnızca yaklaşık üç kez atıf aldı.

Mendel’in sonuçları 20. yüzyılın başına kadar geniş ölçüde fark edilmedi. 1900’de Hugo de Vries ve Carl Correns, Mendel’in çalışmalarını birbirlerinden bağımsız biçimde yeniden doğruladı; Erich von Tschermak da bu yeniden keşif sürecinde anılan araştırmacılardan biri oldu. Böylece Mendel’in kalıtıma ilişkin fikirleri yeniden gündeme geldi ve modern genetiğin gelişmesinde etkili oldu. Mendel’in çalışmaları, özgün bir bilimsel sonucun yayımlandığı anda anlaşılmayabileceğini ve bilim tarihindeki etkisinin yıllar sonra ortaya çıkabileceğini gösteren önemli bir örnektir.